宇宙線生成核種を用いたシュワーベサイクル検出手法の確立

利用宇宙线产生的核素施瓦贝循环检测方法的建立

• 批准号: 20K20918
• 负责人: 三宅 芙沙
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20918/
• 关键词: 宇宙線生成核種; シュワーベサイクル; 放射性炭素; ベリリウム10; 年輪; 氷床; 太陽活動; 氷床コア; 樹木年輪; シュワーべサイクル

地球に降り注ぐ宇宙線は大気と反応し、14Cや10Beなどの宇宙線生成核種を生成する。地球への宇宙線量は、太陽磁場活動によって変調を受けているため、年輪の14Cや氷床の10Beは過去の太陽活動の代替データである。一方で太陽活動を議論する上で重要となる太陽11年周期（シュワーベサイクル）は、核種データに現れる振幅が小さいため、その検出には高精度分析や、バックグラウンド変動との分離が必須である。本研究では、1年未満の時間分解能の年輪14Cと、複数地点の氷床コア10Beを高精度で分析することで、シュワーベサイクル検出法の確立を目指す。本研究が実現することにより、黒点データの妥当性の検証や過去数万年間のシュワーベサイクルの調査を可能とする。2022年度は、信頼のおける黒点データが存在する1800年代について、年輪年代法によって年代が特定されたアラスカ産のシトカスプルースを用いて、14C分析を実施した(大正年代：1844－1876年。グラファイト抽出・加速器質量分析はスイスETHにて高精度分析実施)。年層内の変化を確認するため、早材・晩材に分離した分析を行ったが、両者の有意な差は確認されなかった。大気の14C変動から、早材・晩材間の違いが予想されることから、今回用いた試料は予想よりも短い期間年輪形成を行っていたか、特定の時期に吸収した炭素を用いて年輪形成が行われた可能性がある。本試料を用いた14C分析データには、黒点データから期待される14Cの周期変動が確認されたことから、年代を拡張してシュワーベサイクル検出が可能であると考えられる。

落在地球上的宇宙射线与大气反应，并产生宇宙射线生成的核素，例如14c和10be。宇宙辐射剂量是由太阳能磁场活性调节的，因此环上的14C和冰盖上的10BE是过去太阳能活动的替代数据。另一方面，在讨论太阳能活动时，重要的11年太阳能周期（Schwarbecycling）具有较小的振幅，因此出现在核素数据中，因此检测需要高精度分析和与背景波动的分离。在这项研究中，我们旨在通过分析少于一年的时间分析年度环14C，并在多个位置分析年度环14C，以高精度来建立Schwarbecycle检测方法。这项研究将验证黑子数据的有效性和对过去数万年的schwarbecycycycycycycycycy的有效性。在2022年，使用Alaska Sitka Spruce进行了14C分析，该云杉（Alaska sitka Spruce）使用环地球方法进行了使用，该云杉是在1800年代使用Ring-Et-Erth Ring方法进行的（Taisho ERA：1844-1876; Praphite提取和加速器质量分析在瑞士ETH上进行）。为了确认年龄组内的变化，进行了分析，在该分析中分离了早期和晚期，但两者之间没有明显的差异。由于大气中的14C波动表明早期和晚期木材之间的差异，这次使用的样品可能在比预期的短时间内进行年度环形成，或者使用在特定时期吸收的碳进行年度环形成。使用该样本的14C分析数据显示，来自黑子数据的预期14C周期性变化，人们认为可以通过扩大年龄来实现Schwarbecycle检测。

项目成果

A WIGGLE-MATCHED 297-YR TREE-RING OXYGEN ISOTOPE RECORD FROM THAILAND: INVESTIGATING THE 14C OFFSET INDUCED BY AIR MASS TRANSPORT FROM THE INDIAN OCEAN

• DOI: 10.1017/rdc.2023.14
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Radiocarbon
• 影响因子: 8.3
• 作者: M. Sano;N. Pumijumnong;K. Fujita;M. Hakozaki;F. Miyake;T. Nakatsuka

Current status of collection of cosmogenic data in Nagoya

名古屋宇宙成因数据收集现状

• 发表时间: 2021
• 作者: Hakozaki;M.;Miyake;F.;Nakamura;T.;Kimura;K.;Masuda;K.;& Okuno;M;F Miyake
• 通讯作者: F Miyake

Search for past SEP events using tree-ring 14C data

使用年轮 14C 数据搜索过去的 SEP 事件

• 发表时间: 2021
• 作者: F. Miyake;I. P. Panyushkina;A.J. T. Jull;F. Adolphi;N. Brehm;S. Helama ;K. Kanzawa;T. Moriya;R. Muscheler;K. Nicolussi;M. Oinonen;M. Salzer;M. Takeyama;F. Tokanai;L. Wacker
• 通讯作者: L. Wacker

樹木年輪の炭素14データに記録された紀元前5410年の宇宙線イベント

年轮碳14数据记录了公元前5410年的宇宙射线事件

• 发表时间: 2021
• 作者: 南條壮汰;細川敬祐;野澤悟徳;Magnar G. Johnsen;三宅芙沙
• 通讯作者: 三宅芙沙

Carbon-14 spikes caused by solar energetic particle events

太阳高能粒子事件引起的碳 14 峰值

• 发表时间: 2022
• 作者: Toyama; N.;Ishikawa;A.;Yamamoto;J.;Kaneoka;I.;Muramatsu;Y.;F. Miyake
• 通讯作者: F. Miyake