氷河・氷床コアにおける固体直流電気伝導度を用いた年代決定と古気候・古環境の解明

利用冰川和冰芯中的固态直流电导率确定年龄并阐明古气候和古环境

• 批准号: 01J02587
• 负责人: 戸山 陽子
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J02587/
• 关键词: 南極; 氷河・氷床; 雪氷コア解析; 年代決定; 固体直流電気伝導度; 古気候・古環境; 化学分析

過去、数百年における気候・環境因子の年々変動を南極氷床で掘削された浅層コアから求め、産業革命以降の人間活動の影響を地球規模影で評価することが本研究の目的である。本研究に用いた浅層コアは、南極・東ドローニング・モードランド域の昭和基地とドームふじを結ぶルート上で、表面質量収支や積雪堆積課程の異なる場所S25、H15、H72、YM85、H231、MD364、DFS地点で掘削されたコアである。本年度の研究活動は、これらのコアの年代を決定する作業を行った。具体的な活動内容はH231とMD364コアの酸素同位体の測定と主要イオン種の測定(イオンクロマトグラフ)を行った。また、日本南極地域観測第42次隊によって掘削されたYM85地点で掘削された雪氷コアの基本解析を行った。MD364地点で掘削された雪氷コアの研究結果は、ECM(固体直流電気伝導度)と化学主成分(nssSO_4^<2->とpH、MSA)を統計的に解析を行い、6つの有意な火山シグナルが推定できた。これらの結果はMD364コアの年代を推定する上で重要な役割を果たす。火山シグナル年代よりもモデル年代の方が古く出ており、堆積中断の影響やMD364地点付近の表面流動の影響が現れていることが考えられる。H231地点で掘削された雪氷コアに関しては、ECMと化学主成分の結果より、過去200年間のうち最大規模の噴火記録をもつ1815年に噴火したTambora火山シグナルを検知することが出来た。また、雪氷コアの基本解析のひとつであるECM測定を行う際の問題点のひとつに、氷の密度変化に伴うECMのバックグラウンド値の変化がある。同じ水素イオン濃度の部分でも、雪氷コアの密度が小さいとECMのバックグラウンド値は小さくなる。そこで、本研究ではECMの密度補正を行う経験式を求めることを目的とする実験を行った。その結果、雪氷コアの密度変化に伴うECM値のバックグラウンド変化の原因は、ECM値が氷の層位構造に対して依存性があることを定量的に明らかにし、ECM値と氷の層位構造の関係を求め、経験式を求めることが出来た。この経験式はECM値の密度補正を行う際に使用することが出来る。これらの結果は、多点地域で掘削された雪氷コアから火山活動に起因するECMシグナルを比較する場合に役立つことが期待される。

这项研究的目的是通过在南极冰盖钻取的浅层岩心确定过去数百年来气候和环境因素的年度变化，并评估工业革命以来人类活动对全球范围的影响。本研究中使用的浅层核心是在东德罗宁莫德兰地区连接昭和站和圆顶富士的路线上的位置 S25、H15、H72、YM85 和 H233 收集的，这些位置具有不同的表面质量平衡和积雪过程。​南极洲，MD364，是在 DFS 现场钻取的岩心。今年的研究活动涉及确定这些核心的年龄。具体来说，我们测量了 H231 和 MD364 核心中的氧同位素，并测量了主要离子种类（离子色谱法）。此外，我们还对第42次日本南极考察队在YM85遗址挖掘的雪和冰芯进行了基本分析。对MD364站点钻取的雪冰芯的研究结果进行了ECM（固态直流电导率）和化学主成分（nssSO_4^<2->、pH和MSA）以及六座重要火山的统计分析信号被估计。这些结果对于估计 MD364 核心的年龄起着重要作用。模型年龄比火山信号年龄更老，这可能是由于MD364附近沉积中断和地表流的影响。对于H231地点钻取的冰雪岩芯，根据ECM和化学主成分的结果，我们能够探测到1815年喷发的坦博拉火山的信号，该火山有近200年来最大的喷发记录。此外，作为雪和冰芯的基本分析之一的ECM测量时的问题之一是ECM背景值随着冰密度的变化而变化。即使氢离子浓度相同，雪冰核密度越小，ECM背景值也会越小。因此，在本研究中，我们进行了一项实验，目的是寻找ECM密度校正的经验公式。结果，我们定量地阐明了ECM值背景随雪和冰芯密度变化而变化的原因是ECM值取决于冰地层结构，并且我们能够找到这种关系之间的结构并获得经验公式。当执行 ECM 值的密度校正时，可以使用该经验公式。这些结果预计在比较多点区域钻探的雪和冰芯的火山活动引起的 ECM 信号时非常有用。