湖沼系における放射性核種を活用した物質循環及び環境変動解析に関する研究

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湖底堆積物中のU・Thには、土壌粒子に含まれている陸源性のU・Th成分(^<238>U,^<234>U,^<232>Th,^<230>Th)と湖内で溶存していたウランが懸濁物質に吸着・付着後沈降したU成分(^<238>U,^<234>U)、さらにそれらから成長したU・Th成分(^<234>U,^<230>Th)を含めた自生性のU・Th成分がある。そのため、自生性のU・Th同位体濃度を用いる^<238>U-^<234>U法、アイオニウム(^<238>U-^<230>Th)年代決定法の適応時に最も問題となるのは、岩石由来のU・Th同位体成分の見積もりである。本研究では、岩石中のU系列は放射平衡が成立していること、Th同位体にフラクショネーションがないという仮定の下、^<230>Thの成長量が無視できる表層堆積物の^<230>Th/^<232>Th放射能比を基準に自生性(成長)U・Thを見積もり、モデル式を用いて平均堆積速度を試算した。バイカル湖湖底堆積物の平均堆積速度は4.47±0.37cm/kyrと試算され、オービタルチューニング法により求めた4.31cm/kyrとよく一致する値が得られた。このように^<238>U-^<234>U法、アイオニウム(^<238>U-^<230>Th)年代決定法を用いて、湖沼堆積物の堆積年代を簡便に決定することが可能になった。また、上記の陸源・自生性U・Th同位体組成は、気候変動に対応して変化していることが明らかになっている。これまでの研究では、堆積物中自生性>Uの変動は、湖水中のウラン濃度の増減に支配されているとの見解であった。今回新たに堆積物中の主要元素測定および解析から、自生性U変動は湖水のpH・アルカリニティ変動がキーポイントとなっている可能性が示唆された。これらは、周辺環境の乾燥・湿潤化による湖水蒸発散量に関与していると考えられる。