バイカル湖湖沼堆積物と水文環境変動および流域過程・堆積過程の推定

贝加尔湖湖泊沉积物、水文环境变化以及盆地过程/沉积过程的估算

• 批准号: 03J08597
• 负责人: 落合 伸也
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J08597/
• 关键词: バイカル湖; 湖沼堆積物; 物理特性; 堆積プロセス; シミュレーション; 水理実験; 数値シミュレーション

本研究では、湖沼-流域系を環境変動の「記録装置」としてとらえ、湖沼堆積物の物理特性変動(粒径・堆積速度など)に記録された氷期-間氷期スケールの水文環境変動(降水量など)を明らかにすることを目的として、以下の研究を行った。1湖流・堆積シミュレーションバイカル湖を対象とした、ナビエ・ストークス式に基づく湖流循環、河川から流入した土砂が堆積するまでの数値シミュレーションを行った。その結果、湖上風が湖流の強弱に大きな寄与を持つことが分かった。さらに、湖流は風の影響が遮断される湖面が結氷した状態では、非結氷時の百から千分の一程度になり、非常に弱くなることが示された。堆積物の粒径・堆積速度は、流域から流入する土砂の粒径・土砂流入速度・湖流の流速(湖上風の強弱・結氷の有無)・湖の水深変化を反映する可能性が示唆された。2堆積物コアの高解像度物理特性測定・年代推定手法の開発バイカル湖で採取されたBDP98コアについて、過去78万年間に焦点を当て、精密な物理特性(鉱物粒径)の測定を行った。同時に、これらの物理特性変動を日射量の永年変動に同調させる手法を用いコアの年代を推定した。この作業を最適化計算(遺伝的アルゴリズム)によって自動化・客観化する手法を新たに開発した。BDP98コアの年代をこの手法により精密に推定し、堆積速度変化を計算した結果、25、35、70万年前に大きな環境の変化が起こっていたことが示された。これらの変化は、バイカル湖流域における地殻変動や汎世界的な気候変動に対応している可能性が考えられる。3水理実験河川水理量(流量)と流出土砂量・粒径の関係定式化のため、実験水路を用いた土砂運搬実験を行った。長さ6m、幅15cmの可変勾配型のアクリル製実験水路の製作を行った。さらに土砂運搬量の計測のため、近年安価に入手可能なデジタルカメラをセンサーに用いた非接触濃度測定法の開発を行った。

在这项研究中，我们将湖泊的湖泊系统视为一种用于环境变化的“记录装置”，并进行了以下研究，目的是阐明在冰川间冰尺度中记录的水文环境变化（降水等），这些变化记录了湖泊沉积物（谷物大小，沉降速度等）的物理特征的变化中。 1。湖水和沉积模拟，我们根据Navier-Stokes方法和从河流流动直至积累的沉积物进行了对贝加尔湖流量循环的数值模拟。结果，发现上季风对湖泊流量的强度产生了重大贡献。此外，表明当风的效果被阻塞，冷冻时，它变得非常薄弱，从100到千分之一的时间较弱。有人提出，沉积物的粒径和沉积速度可能反映出从盆地流动的沉积物的粒径，沉积物的流速速度，湖泊流量的流速（无论是湖风的强度和弱点，无论是冰）以及湖深度的变化。在过去的780，000年中，我们一直集中在贝加尔湖收集的BDP98核心上的高分辨率物理特性测量和年龄估计方法，以测量物理特性（矿物质粒径）。同时，我们使用一种使这些物理特性波动与太阳辐射中的长期波动同步的技术估算了核心的年龄。已经开发了一种新方法来使用优化计算（遗传算法）自动化和客观化这项工作。使用该技术精确估计了BDP98核心的年龄，并且沉积率变化的计算表明，发生了重大环境变化，发生了25、35和700，000年前。这些变化可能是响应贝加尔湖盆地的地壳运动和泛环的气候变化。 3液压实验，以制定河流比重计之间的关系（流速）与沉积物和粒径的量之间的关系，我们使用实验水道进行了沉积物传输实验。我们制造了一条可变梯度的丙烯酸实验水道，长度为6m，宽度为15厘米。此外，为了测量土壤和沉积物的运输量，我们使用数码相机开发了一种非接触型浓度测量方法，近年来可以廉价地找到。