極地氷床における安定同位体の再分配過程の解明

阐明极地冰盖中的稳定同位素重新分布过程

基本信息

批准号：
06F06317
负责人：
本堂武夫
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

氷床コア研究では、水素・酸素の安定同位体比情報から過去数十万年にわたる地球の気温を復元し、地球環境の歴史を明らかにしてきた。本研究は、その確度に影響を与える積雪中での水素・酸素安定同位体の分別過程を実験的に明らかにすることが目的である。堆積後の雪の同位体組成変化に関する室内実験を完了し、ほぼ所定の目的を達成した。-50℃の低温室で、粒子径などの違う積雪サンプルの温度および温度勾配をコントロールして、実際の氷床で想定される様々な温度条件下に長時間置かれた雪の状態を再現した。その雪ブロックから採取した雪サンプル中の安定同位体濃度を測定して、安定同位体組成が実験前と後でどのように変化するかを調べた。合計で8回の実験を約450日間かけて実施した。実験の温度範囲は-35から-5℃で、最初の雪の水素同位体比は-440から-70‰であった。また、温湿度に関しては約580,000データを収集し、実験条件を完全に記述すことを可能にした。さらに、積雪中の同位体鉛直プロファイルの変化過程を知るために、約270サンプルを準備し、水素同位体組成を分析した。実験の結果、雪の堆積後の同位体比変化は温度に対して指数関数的に強く依存することおよび積雪の粒子径や密度には依存しないことが明らかになった。すなわち、温度が高くなればなるほど、積雪中の雪と空気の間での物質の移動が活発になり、同位体比の変化は大きくなる。このような結果をもとに、VostokやDome Fujiのような南極内陸部における、堆積後の安定同位比の変化を推測すると4-8‰となり、測定値に10%前後の変化をもたらすと予測される。この値は、これまでの気候復元に深刻な修正を迫るものではないが、精密な議論が進められている中にあって、この効果を取り入れた補正を行うことが重要になる。これまで、堆積後の安定同位体組成の変化が無視できないという指摘はあったが、今回その変化の大きさおよび主たる要因が明らかになったことの意義は大きい。

在过去的数十万年内，冰盖核心研究已从氢和氧的同位素比率信息中恢复了全球温度，从而揭示了全球环境的历史。这项研究的目的是实验阐明降雪中氢和氧稳定同位素的分馏，从而影响其准确性。室内实验完成沉积后雪的同位素组成的变化，几乎实现了指定的目标。在-50°C的低温室中，控制具有不同颗粒尺寸的积雪样品的温度和温度梯度，以重现长时间预期在实际冰盖中预期的各种温度条件下的雪条件。测量从雪地块收集的雪样中的稳定同位素浓度，以确定实验前后稳定的同位素组成如何变化。在大约450天内，总共进行了八次实验。实验的温度范围为-35至-5°C，第一个积雪的氢同位素比为-440至-70‰。此外，收集了有关温度和湿度的大约580,000个数据，使得充分描述实验条件成为可能。此外，准备大约270个样品，以确定在降雪过程中改变同位素垂直轮廓的过程，并分析了氢同位素组成。实验表明，雪沉积后的同位素比的变化指数取决于温度，而不是降雪的粒径或密度。也就是说，温度越高，雪和空气之间的材料转移越活跃，同位素比的变化增加。基于这些结果，据估计，稳定的同位素比率的变化在内陆南极（例如沃斯托克和富吉）中的变化为4-8‰，并且预测该测量将导致大约10％的变化。该价值不会迫使对以前的气候恢复进行严重的修正，而是在进行的讨论中，进行纠正以结合这种效果很重要。到目前为止，已经有一些要点是，在沉积后稳定的同位素组成的变化无法忽略，但是现在已经揭示了变化幅度和主要因素的重要性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Laboratory experiments on the evaluation of the post-depositional snow isotopic composition changes

沉积后雪同位素组成变化评价的室内实验

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;V. Masson-Delmotte;A.A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin
通讯作者：
A. A. Ekaykin

Isotopic composition of snow and ice in Antarctica: climate signal and post-depositional noise(in Russian)

南极洲冰雪的同位素组成：气候信号和沉积后噪声（俄语）

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Problemy Arktiki i Antarktiki 76
影响因子：
0
作者：
A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;V. Masson-Delmotte;A.A. Ekaykin
通讯作者：
A.A. Ekaykin

New data on the lake Vostok ice formation (in Russian)

关于沃斯托克湖冰层形成的新数据（俄语）

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Problems of Arctic and Antarctic 80(In press)
影响因子：
0
作者：
A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin
通讯作者：
A. A. Ekaykin

Physics of Ice Core Records. 2nd volume

冰芯物理学记录。

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. A. Ekaykin;共著
通讯作者：
共著

Stable water isotope post-depositional evolution in snow of Central Antarctic and its possible influence on paleo-climate ice core interpretation

南极中部雪中稳定水同位素沉积后演化及其对古气候冰芯解释的可能影响

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;V. Masson-Delmotte;A.A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;A. A. Ekaykin;A.A. Ekaykin;A.A. Ekaykin;A.A. Ekaykin
通讯作者：
A.A. Ekaykin