Reconstruction of atmospheric carbon dioxide concentration during the last 6 million years and the study of the interaction between atmospheric carbon dioxide and climate

近600万年大气二氧化碳浓度重建及大气二氧化碳与气候相互作用研究

基本信息

批准号：
19H05595
负责人：
山本正伸
金额：
$ 129.38万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

温室効果は地球表層の温度を決める重要な要素である。大気中CO2濃度の連続的な測定は1957年以降であり、それ以前のCO2濃度はアイスコア気泡中のガス測定により復元されている（Luthi et al., 2008など）。しかし、アイスコアの最古の氷は80万年前のものであり、それ以前のCO2濃度の精密復元は行われていない。本研究では、ベンガル湾の国際深海掘削科学計画（IODP）のU1445地点およびU1446地点の堆積物コアに含まれる長鎖脂肪酸の安定炭素同位体比（δ13CFA）を測定し、600万年前から現在までのCO2濃度を約1700年解像度で復元し、CO2濃度と気候の関係を明らかにすることを目指している。U1446地点で得られた過去150万年間のCO2濃度変動記録と堆積物中のGDGT、浮遊性有孔虫の酸素同位体比、脂肪酸の水素同位体比にもとづく降水量変動を比較し、δ13CFA変動の2-10%が降水量変動により、 78%がCO2濃度変動により説明可能であることを示した。さらに、CO2濃度と降水量の変動がインド東部のC3/C4植生に与える影響を植生モデルを用いて検討し、CO2濃度変動は降水量変動の7.5倍δ13CFA変動に影響を与えることが示された。これらの検討によりδ13CFA変動が基本的にCO2変動を反映していることが明らかになった。復元したCO2濃度変動記録を専門誌（Nature Geoscience）上で公表した。さらに、ベンガル湾インド沖の国際深海掘削科学計画（IODP）U1445地点で掘削された過去600万年間の堆積物コア試料のδ13CFAの分析を行い、測定を終了した。その結果、過去600万年間を通じて、CO2濃度は陸上氷床体積変動に対応して変動していること、しかし長期トレンドをみると氷床の拡大に約100万年先行して、CO2濃度が低下していることが明らかになった。

温室效应是确定地球表面层温度的重要因素。自1957年以来，已经对大气二氧化碳浓度进行了连续测量，并且通过冰芯气泡中的气体测量恢复了先前的二氧化碳浓度（例如Luthi等，2008）。但是，ICECORE中最古老的冰是80万年的历史了，并且没有对二氧化碳浓度进行先前的精确恢复。 This study aims to measure the stable carbon isotope ratio (δ13CFA) of long-chain fatty acids contained in the sediment cores at points U1445 and U1446 of the International Deep Sea Drilling Science Program (IODP) in the Bay of Bengal, and restore CO2 concentrations from 6 million years ago to the present at approximately 1,700 years resolution, and to clarify the relationship between CO2 concentration and climate.我们比较了过去150万年在U1446获得的二氧化碳浓度的变化与基于沉积物GDGT的降水波动，木板的氧同位素比，脂肪酸的氢同位素比，二氧CFA波动中的2-10％以及2-10％的浓度是co2 co2 co2 co2 co2。此外，使用植被模型研究了二氧化碳浓度和降水波动对印度东部C3/C4植被的影响，并表明二氧化碳浓度波动对降水波动的7.5倍有影响。这些研究表明，Δ13CFA波动基本上反映了二氧化碳的波动。恢复的二氧化碳浓度波动记录发表在专业期刊（自然地球科学）中。此外，在过去600万年中，在印度海岸附近的国际深海钻井科学计划（IODP）的U1445上挖掘了沉积物核心样品的Δ13CFA分析，并完成了测量。结果，在过去的600万年中，二氧化碳浓度随着陆地冰盖量波动的响应而波动，但是从长期的趋势看，二氧化碳浓度在冰片扩张之前已提前约一百万年。