宇宙線生成核種を用いた風化土層の発達速度と流域の侵食速度の定量

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土砂生産の活発な北アルプスの山地流域を対象に,河川堆積物中の宇宙線生成核種の分析を行った.対象とした流域では,ダムの堆砂量記録から,過去数十年における土砂排出量の各年値が得られている.その平均土砂生産量は,年間で単位流域面積あたり10の4乗立方メートルに及び,日本列島において最も侵食速度の大きい場所のひとつである.土砂生産量の経年変化はステップ関数状であり,短期的な観測結果の外挿に基づく予測では,流域からの長期的な土砂生産量を過小評価してしまう可能性が高い.本研究では,宇宙線生成核種を用いることで,従来不可能であった千年スケールでの土砂生産量の推定を試みた.採取した河川堆積物から石英粒子を分離して溶解し,標的元素であるBeおよびAlを単離して,東京大学MALT(Micro Analysis Laboratory, Tandem Accelerator)において,Be-10およびAl-26の加速器質量分析を行った.その結果,これらの宇宙線生成核種を,バックグラウンドレベルに対して有意に検出することができた.一般に侵食速度の大きい場所ほど,地表近傍の鉱物に含まれる宇宙線生成核種の濃度は小さいことが知られている.よって本研究により,現在の測定感度を持ってすれば,日本列島のあらゆる地域において本手法が適用可能であることが示唆された.本手法は,流砂系の適切な管理において,極めて重要な知見をもたらす手段として期待できる.得られた成果は,地球化学および地形学に関する国内外の学会で発表した.また,得られたデータを用いて論文を執筆し,国際誌に投稿した.