石筍とトゥファのレアアイソトープで復元する温暖期日本列島の高解像度気候記録

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本研究ではこれまで測定されてこなかった２つのレアアイソトープ（炭酸凝集同位体と17O異常）を日本列島で採集した石筍とトゥファに適用し，過去10数万年間の気温と降水現象を定量的に復元することにある。今年度は鹿児島県徳之島，沖縄県石垣市，福岡県北九州市，群馬県下仁田町などにおいて石筍とトゥファの調査を行った。採集した試料については，酸素・炭素安定同位体比，炭酸凝集同位体などの測定に加え，X線CTスキャンを用いた３次元微細構造の観察を行った。また，いくつかの石筍試料についてはウランートリウム法による年代測定を行い，良好な試料を選別した。信頼度が高い年代モデルは徳之島で採集した石筍およびトゥファ，岐阜県郡上市の石筍な得られた。そこで，これらの試料を用いて，高解像度の同位体分析を行い，気温と降水量に関する情報を抽出することができた。また，赤外線レーザー分光型を用いた研究では基礎実験を繰り返し，微量の炭酸塩試料から酸素・炭素安定同位体に加え，17O組成を0.1パーミルの精度で測定できることがわかった。さらに，石筍古気候学で重要な情報になる雨水の同位体分析も行った。中国やヨーロッパで見られる降水酸素同位体の量的効果（強い雨ほど酸素同位体比が低くなるという傾向）は新潟県糸魚川市や福岡県福岡市では確認されたが，岐阜県大垣市や三重県大紀町では認められなかった。得られた研究成果のうち，1) 岐阜県郡上市の石筍の炭酸凝集同位体を用いた，過去6.4万年間の平均気温変化と降水の酸素同位体比の変化を復元した結果と, 2) 赤外線分光装置を用いた同位体分析方法についての結果を国際誌に公表することができた。また，測定試料を土壌成炭酸塩沈殿物にも拡張した。熊本県上天草市と佐賀県唐津市で採集したサンプルの結果は土壌性堆積物から始新世にアジア大陸東部地域において明確な湿潤化が起こったことを明らかにした。