窒素同位体モデルを用いた新たな古海洋窒素サイクル解析手法の確立

海洋表層水中の硝酸濃度は、海洋の一次生産を決める主要な要因である。それゆえ、海洋全体の生物生産量を決める要因であるとともに、海洋の炭素サイクルを駆動するエンジンである。したがって過去の海洋変動を理解する古海洋学にとって、海洋表層の窒素循環は長らく研究の本丸と見なされてきた。この重要な地球環境要素を復元するため、海底堆積物に含まれる全窒素の窒素同位体比がこれまでプロキシ（代替指標）として用いられてきた。しかし、窒素同位体比の解釈は単純ではなく、海洋表層の一次生産者の窒素同位体比は、大きく分けると３つの要因によって決まる。つまり、窒素同位体比記録の解釈には複数の可能性が生じるため、その海域の特性に応じた解析が必要となる。そこで本研究では、窒素同位体モデルを用いて、海域特性に応じた窒素同位体比記録の解析手法を提示する。本年度は、前年度に作成した全球海洋窒素同位体モデルによる現在気候の窒素同位体比分布の西部北太平洋海域について、観測ベースの窒素同位体比分布との比較を行い、西部北太平洋海域において窒素同位体比の季節変化を引き起こす要因について考察した。ベーリング海峡周辺海域では、堆積物中の脱窒と不完全な硝化によって、混合水域では、高い硝酸利用効率によって、それぞれ高い窒素同位体比をを示すことが明らかになった。亜寒帯海域では、鉄律速による低い硝酸利用効率によって、亜熱帯海域では、窒素固定によって、それぞれ低い窒素同位体比を示すことが明らかになった。また、前年度から引き続き、海底表層堆積物の全球窒素同位体比データの収集と沈降粒子の全球窒素同位体比分布の比較を行うとともに、堆積モデルの開発を行った。

海洋表層水中の硝酸濃度は、海洋の一次生産を決める主要な要因である。それゆえ、海洋全体の生物生産量を決める要因であるとともに、海洋の炭素サイクルを駆動するエンジンである。したがって過去の海洋変動を理解する古海洋学にとって、海洋表層の窒素循環は長らく研究の本丸と見なされてきた。この重要な地球環境要素を復元するため、海底堆積物に含まれる全窒素の窒素同位体比がこれまでプロキシ（代替指標）として用いられてきた。しかし、窒素同位体比の解釈は単純ではなく、海洋表層の一次生産者の窒素同位体比は、大きく分けると３つの要因によって決まる。つまり、窒素同位体比記録の解釈には複数の可能性が生じるため、その海域の特性に応じた解析が必要となる。そこで本研究では、窒素同位体モデルを用いて、海域特性に応じた窒素同位体比記録の解析手法を提示する。本年度は、前年度に作成した全球海洋窒素同位体モデルによる現在気候の窒素同位体比分布の西部北太平洋海域について、観測ベースの窒素同位体比分布との比較を行い、西部北太平洋海域において窒素同位体比の季節変化を引き起こす要因について考察した。ベーリング海峡周辺海域では、堆積物中の脱窒と不完全な硝化によって、混合水域では、高い硝酸利用効率によって、それぞれ高い窒素同位体比をを示すことが明らかになった。亜寒帯海域では、鉄律速による低い硝酸利用効率によって、亜熱帯海域では、窒素固定によって、それぞれ低い窒素同位体比を示すことが明らかになった。また、前年度から引き続き、海底表層堆積物の全球窒素同位体比データの収集と沈降粒子の全球窒素同位体比分布の比較を行うとともに、堆積モデルの開発を行った。