鉄安定同位体比・化学種に基づく海洋大気エアロゾル中の鉄溶解性の支配要因の解明

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本研究では、海洋大気中の微小粒子(エアロゾル)中の鉄に着目し、その溶解性の支配要因を探る。可溶性の鉄の海洋表層への供給は、植物プランクトンの生産を活発化させ、海洋の炭素循環や気候変動にも影響しうる。エアロゾルの鉄溶解性を支配する要因として、鉄の供給源の違い(鉱物粒子か、人為起源か)や大気輸送中の化学反応による化学種の変化が考えられる。本研究では鉄安定同位体比の違いがエアロゾル中の鉄の起源の指標になるという発見をもとに、洋上で採取した粒径別エアロゾルに対して、同位体分析により起源を明らかにした上で、大気輸送中の反応を反映する鉄化学種も分析し、鉄の溶解に寄与する要因を明らかにする。2022年度は、2021年2-3月に北太平洋西部亜寒帯域から亜熱帯域にかけて採取されたエアロゾル、2017年7月に北太平洋亜寒帯域において採取されたエアロゾルの鉄同位体分析と鉄溶解率の分析を進めた。また、放射光実験施設において鉄化学種の分析も進めた。鉄同位体は、沿岸域から3000km程度の範囲において、燃焼起源の低い値が明瞭に見られた。日本沿岸と北米沿岸とを比べると日本沿岸の方がより低い同位体比が観測され、東アジア由来のエアロゾルに燃焼起源鉄が多いことが観測的に示された。また、冬よりも夏のほうがより低い同位体比が観測され、鉱物粒子の飛来が少ない夏に相対的に燃焼起源鉄の影響が大きくなることが確かめられた。外洋域では鉱物粒子に近い同位体比が広く観測され、他のモデル計算などから推定されるよりも燃焼起源鉄の影響が小さいことが示唆された。鉄の溶解率は、燃焼起源が多い地点では高い傾向が見られたが、一方で燃焼起源鉄の影響が見られない外洋域でも高い溶解率を示す場合があった。今後、データセットを揃えて、総合的な議論を進めていく。