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微量元素の同位体から復元する人新世の環境変化
新規・継続の別 継続（R05年度から）
研究代表者／所属 東京大学大気海洋研究所
研究代表者／職名 講師
研究代表者／氏名 栗栖美菜子

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 高橋嘉夫 東京大学 教授

2

 Langying Ou 東京大学 大学院生

3

 飯塚芳徳 北大低温研

研究目的 産業革命以降、人間活動により様々な微量金属元素が大気環境に放出され、人間の健康被害や、海洋への沈着に伴う生物生産への影響など、様々な変化をもたらした。しかし、過去から現在にかけての、人為起源を含む起源別の排出・沈着量の変化や、それに伴う大気・海洋での環境変化の詳細は未解明である。
本研究では、産業革命以降の微量金属元素の排出量や大気・海洋環境の変化を遡る上で有効なグリーンランド南東ドーム(SE-Dome II)アイスコアを用いて、コアに含まれる粒子中の微量金属元素の濃度、安定同位体比、水溶性、化学形態を産業革命から現在にかけて復元し、大気海洋の環境変化を考察することを目的とする。
　　
研究内容・成果 本年度は研究代表者の栗栖が1週間程度滞在してアイスコアの処理を行った。当初参加を予定していた大学院生はテーマの変更のため不参加となった。
今年度はグリーンランド南東ドーム(SE-Dome II)アイスコア試料のうち、火山噴火などの特徴的なイベントがあったと考えられる年の試料を中心に処理を行い、2023年度からの継続で約10年おき、約130試料の処理と分析を行った。これらはすべてセラミックナイフを用いて手動で汚染処理を行っている。また、今後汚染処理を自動化するための予備の検討も行った。
微量元素のひとつとして着目している鉄の結果を述べる。全鉄のフラックスは1800年から現在にかけて顕著なトレンドはなく横ばいであったが、可溶性鉄のフラックスは1900年以降増加した。全鉄に対する可溶性鉄の割合(溶解率)は、1800年代には5%程度だったが、1900年代には平均10%、最大で20%程度(1970年代)まで上昇した。安定同位体比はほとんどが地殻の平均値である0.1‰に近い値を示し、鉄の主要な供給源は200年を通して鉱物ダストであり、人為的に排出された燃焼起源鉄の直接的な影響は小さいことが示唆された。溶解率の大きな変動は、Feの供給源の変化よりも、硫酸イオンのフラックスと対応しており、大気中での酸性物質との反応がFeの溶解性を高めたと考えられる。これは、XAFS分析により1970年代の試料から硫酸鉄が検出されたことからも支持される。
今年度重点的に処理を行った、火山などのイベントの影響については現在分析を進めている段階で、今後考察に加えて論文化を進める予定である。
　　
成果となる論文・学会発表等 [1] 田中祥太、栗栖美菜子、飯塚芳徳、高橋嘉夫「化学種・同位体分析を用いた産業革命以降の大気中の亜鉛や鉄の起源や動態の解析」、SEドームアイスコアに関する研究集会、札幌、2025年8月
[2] 栗栖美菜子「安定同位体と化学種分析を用いた大気・海洋間の鉄供給過程に関する研究」、日本海洋学会2025年秋季大会、2025年9月