海洋炭素循環の氷期における変動メカニズムに関する研究

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本研究の目的は、海洋深層までのプロセスを組み込んだ全球海洋循環モデルを用いて、炭素を含む海洋や表層堆積物における物質循環を構成するプロセスを含む全球海洋炭素循環をモデル化することである。特に本研究では、過去の大気中二酸化炭素濃度の変化における深層循環変動の役割を評価することを目的としている。本研究課題では、海洋循環モデルを用いて、最終氷期から間氷期までの海洋炭素循環の過渡的な応答を調べる実験を行い、氷期における生物地球化学的特性の分布を現実的に再現できるかどうかを確認し、その変化の要因を調べた。さらに、最終退氷期における安定炭素同位体および放射性炭素同位体の堆積物記録を収集し、それらに基づく海盆規模の分布をモデル実験の結果と比較し、大西洋子午面循環（AMOC）の変化が、化学成分の分布を海盆規模で説明する上での寄与を示した。本研究は、退氷期に南大洋の表層水温と鉛直混合が増加した時期が、大気中のCO2濃度の増加速度を決定する上で重要である可能性を支持する結果を得た。これは、過去の観測的知見やより単純なモデル研究で提示されていた結果と概ね一致しており、今後の実験計画を改善する手がかりとなった。また、最終退氷期における AMOC の変化を復元するためのプロキシとして、これまでに開発したプロトアクチニウム-トリウム比のモデルを適用し、プロキシとモデル実験結果とを直接に比較して解釈することを検討している。今後は、物理モデルを改良しつつ、既存の海洋物質循環モデルを用いて、海洋炭素循環の過渡的な応答とそのメカニズムについて検討を続ける予定である。