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

冰期海洋碳循环变化机制研究

基本信息

批准号：
21K13990
负责人：
小林英貴
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Toyama (2022)The University of Tokyo (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

这项研究的目的是对全球海洋碳循环进行建模，包括构成含有碳的海洋和表面沉积物中材料循环的过程，该过程使用全球海洋循环模型，该模型结合了深海的过程。特别是，本研究旨在评估深度循环波动在过去大气二氧化碳浓度变化中的作用。在该研究主题中，我们进行了一项实验，以研究从最后一个冰川到冰川间时期海洋碳周期的短暂反应，并检查了是否可以实际复制冰川时期生物地球化学性质的分布，并研究了这一变化的因素。此外，我们收集了最后一次退道时期的稳定和放射性碳同位素的沉积物记录，并将基于它们的盆地尺度分布与模型实验的结果进行了比较，这表明大西洋子午循环（AMOC）在解释盆地量表上化学成分的分布方面的贡献。本研究支持了在冰流期间升高地表水温和垂直混合的周期对于确定大气二氧化碳浓度增加的速度很重要。这通常与以前的观察结果和更简单的模型研究中提出的结果一致，为改善未来的实验设计提供了线索。我们还在考虑应用在最后的冰期期间恢复AMOC的原始分性thor-thorium比率模型，并直接解释了代理和模型实验结果。将来，我们计划继续使用现有的海洋材料循环模型探索海洋碳周期及其机制的瞬态响应，同时改善物理模型。