洞窟内での鍾乳石コア掘削による最終氷期以降の日本の気候変動の解明

通过在洞穴内钻探钟乳石核心来阐明日本自上一个冰河时代以来的气候变化

基本信息

批准号：
20H00628
负责人：
植村立
金额：
$ 29.04万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本計画では、主に沖縄地域の洞窟内で鍾乳石を掘削し、鍾乳石コアを採取することで、連続・高時間分解能の環境・気候変動のデータを得る。さらに、鍾乳石内に閉じ込められた流体包有物の同位体比分析をおこなうことで定量的な気候復元を行う。具体的な研究は以下の２点について実施した。(1)洞窟内でのボーリングコアを掘削：昨年度の沖縄本島での調査結果を踏まえて、本年度は沖縄県南大東島の山下洞において掘削を実施した。新型コロナウィルス感染症対策等によって、離島での掘削の実施は危ぶまれたものの12月に無事に実施することができた。洞内では４か所でのコア掘削により7本の石筍コアを得た。最長の試料は計126 cmのコア試料（異なる2本の石筍の可能性もある）であり、目視で見る限り昨年度の試料よりも土壌成分も少なく気候復元に適している良質な試料を得ることができた。一方で、成長軸からは部分的に逸脱していた。掘削作業は洞内の高い二酸化炭素濃度、固い石質、高湿度により掘削機材にとっても作業者にとっても過酷な環境であった。現在、これらの鍾乳石コアの切断・前処理を進め、年代測定、安定同位体比測定を進めている。(2)同位体・化学分析による気候変動データ昨年度改良した水蒸気連続フロー式の流体包有物の分析システムに参照試料を自動測定するためにオートサンプラーを組み入れる改良を行った。これにより、参照試料の測定は終夜運転が可能になった。また、分光式アナライザーの改良に向けた検討も行った。この装置を用いて国内の複数の鍾乳石の流体包有物同位体比測定を実施した。また、得られた試料の年代をウラン・トリウム法による放射性同位体分析をシンガポール南洋工科大学に於いて実施した。

在这个项目中，我们将主要挖掘冲绳地区洞穴中的钟乳石并收集钟乳石核心，以获得连续的、高时间分辨率的环境和气候变化数据。此外，将通过分析钟乳石内流体包裹体的同位素比率来进行定量气候重建。具体研究了以下两点。（1）在洞穴内钻取岩心：根据去年冲绳本岛的调查结果，今年我们在冲绳县南大东岛的山下洞窟进行了钻探。尽管由于采取了防止新型冠状病毒传播的措施，人们对在偏远岛屿上进行挖掘存在担忧，但该项目于12月顺利完成。通过在洞内四个地点进行岩心挖掘，获得了七个石笋岩心。最长的样品是总长126厘米的岩芯样品（有可能是两块不同的石笋），目力所及，可以获得土壤较少的高质量样品成分比去年的样本更适合气候恢复。另一方面，生长轴存在局部偏差。由于洞穴内二氧化碳浓度高、石头坚硬、湿度大，挖掘工作对挖掘设备和工人来说都是一个恶劣的环境。我们目前正在切割和预处理这些钟乳石核心，并正在进行年代测定和稳定同位素比测量。 (2) 基于同位素和化学分析的气候变化数据我们改进了去年改进的水蒸气连续流型流体包裹体分析系统，加入了自动进样器，自动测量参考样品。这使得整夜运行参考样本成为可能。我们还研究了改进光谱分析仪的方法。使用该装置，我们测量了日本几个钟乳石的流体包裹体同位素比。此外，新加坡南洋理工大学还利用铀钍法进行了放射性同位素分析，以确定所获得样品的年龄。