共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 グリーンランド南東ドームアイスコアの超高解像度宇宙線生成核種分析
新規・継続の別 継続（R04年度から）
研究代表者／所属 弘前大学大学院理工学研究科
研究代表者／職名 准教授
研究代表者／氏名 堀内一穂

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 井上颯人 弘前大学大学院理工学研究科 博士前期課程学生

2

 佐藤里桜 弘前大学大学院理工学研究科 博士前期課程学生

3

 飯塚芳徳 北大低温研

4

 的場澄人 北大低温研

研究目的 　地球に入射する宇宙線と大気との相互作用により生成する宇宙線生成核種は、過去の宇宙線強度変動の、ひいては太陽活動や地磁気強度変動の類稀なプロキシである。また、成層圏下部でその3分の2が生成されるため、成層圏・対流圏物質交換のトレーサーにもなり得る。本研究の目的は、従来より格段に高解像度のアイスコア宇宙線生成核種記録を取得し、そのフォールアウト変動を連続的に解明することである。そのために世界で最も優れた試料として、グリーンランド南東ドームアイスコアIIを分析する。
　　
研究内容・成果 　本年度は、グリーンランド南東ドームアイスコアIIより、1840年から1849年および1890年から1918年の試料を切り分けた。切り分けは、低温科学研究所にて、コアの保管状況と年代モデルを丁寧に確認しながら、約1ヶ月の解像度が実現できるようになされた。切り分け後の試料は、弘前大学の実験室にて前処理が施され、東京大学総合研究博物館の5MVタンデム加速器を用いた宇宙線生成核種ベリリウム10の加速器質量分析に供される。
　令和4年から6年にかけてコアから切り分けられた試料の分析結果に関して、本年度も一定の成果が得られた。先ずは、宇宙線観測時代（1950年代以降）を網羅するベリリウム10の分析データが獲得できた。その結果、前年度までに2000年から2020年のベリリウム10分析データに基づいて判明したベリリウム10濃度と（化合物として対になり得る）陰イオン濃度との強い相関が、宇宙線観測時代全てで再現されることが明らかになった。さらに、この関係に基づいた補正を行うことで、ベリリウム10濃度と宇宙線強度変動（太陽活動）との相関が著しく向上した［実績1と2］。これにより、超高解像度ベリリウム10記録より宇宙線強度と大気環境の情報を切り分けて解釈することが、可能となった。また、計器による観測記録の存在しない19世紀に関しても、一部の区間で分析が進められ、超高解像度のベリリウム10記録が得られた。さらにそこに記録されたベリリウム10濃度変動の原因が、相対黒点数記録や太陽嵐イベントの歴史記録との比較で、議論された［実績3］。こうした成果を、早期に論文化することが今後の課題となる。
　ベリリウム10分析の進行に付随して、宇宙線生成核種塩素36の分析を行うための試料も着々と生産されたが、これまでの対象期間がほとんど大気圏内核実験以降であったこともあり、本研究の対象となる非核起源の塩素36の分析は進んでいない。しかし、19世紀の試料に関するベリリウム10の分析が着手されたことにより、今後は塩素36の分析も進行することが期待できる。
　　
成果となる論文・学会発表等 [1]　 堀内一穂ほか，アイスコアの一ヶ月解像度10Be分析による太陽活動プロキシの向上と環境指標開拓の可能性．日本地球化学会第72回年会，東北大学川内北キャンパス，仙台市，2025年9月17日-9月19日（招待講演）．

[2]　 堀内一穂ほか，宇宙線観測時代を網羅するグリーンランド南東ドームアイスコアの10Be記録（初報）．グリーンランド南東ドームアイスコアに関する研究集会，北海道大学低温科学研究所，2025年7月15日-7月17日．

[3]　K. Horiuchi et al.， A quasi-monthly 10Be record from the 1850s to 1860s from the Greenland SE Dome II ice core: decadal and transient solar activity or meteorological seasonal variations， JpGU meeting 2025， MAKUHARI MESSE， Chiba， Japan， 25–30 May 2025.