Creation of a unified theory of global environmental changes and resource generation

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2022年度において研究代表者らは，前年度に引き続き遠洋性粘土試料の高精度化学分析および堆積年代決定を行い、太平洋広域における遠洋性粘土の「化学層序プローブ」の構築と，膨大な堆積物化学組成データセットを統計的に解析することによる時空間分布の可視化を実施した．北西太平洋の遠洋性粘土の化学組成について機械学習を用いた堆積層分類を行い，41元素の情報を包含した高次元化学層序を見いだした．さらに，これまで蓄積した海底堆積物のデータセットを解析した結果，南北太平洋でレアアース泥の多元素組成の特徴の違いが認められた．これらはいずれも，周囲の大陸や卓越風帯などの位置関係，長期的なプレート運動に伴う堆積場そのものの変化などの影響の重ね合わせを反映していると考えられる．さらに，Os年代に基づく検討の結果，高濃度レアアース泥層を挟んで大きく堆積年代が異なる堆積物が接していることが初めて明確となり，南鳥島周辺の堆積層に生じた削剥現象が高濃度レアアース泥層の成因に関わっている可能性が示唆された．また，中央北太平洋遠洋域の海底堆積物試料のOs同位体組成およびBa同位体組成を検討した結果，暁新世後期から始新世前期におけるhyperthermals 時には，大陸風化フラックスおよび生物生産性が増大し，CO2を消費して温暖化から回復する負のフィードバックが機能していたことが明らかとなった．さらに，海洋中のレアアース元素の質量収支に着目した数理モデルを構築し，レアアース泥の生成条件について予察的な数値シミュレーションを行った．これに加えて，南鳥島マンガンノジュールのマイクロXRF元素マッピングとOs年代決定の結果，ノジュールの成長停止・再開は，気温の変化に伴う底層流の強化・弱化に伴うものであることが示唆された．