年輪中の炭素14と同位体元素からの環境因子探索による弥生期考古学への新たな展開

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弥生前期に生育していた鳥海神代杉を用い、炭素14濃度と炭素・酸素安定同位体(δ^<13>C・δ^<18>O)の測定を行い、日本地域の特性や太陽活動及び環境変動について調べた。鳥海神代杉350年輪のうち756-462 BCの173単年輪について炭素14濃度データを確定した。鳥海神代杉と欧州産樹木との比較から、鳥海神代杉の炭素14濃度は欧州産樹木より約0.3%低い値を示すと分かった。これは年輪形成時期に発生する東アジアモンスーンの発達により、北半球よりも濃度が低い南半球大気の日本への流入が原因と考えられる。しかし両方の変動パターンは同様であり、日本産樹木の炭素14濃度は地球規模での変動を示すと分かった。これらは、日本産樹木による較正曲線作製の上で重要な知見である。また、単年輪データの周期解析では、662-488 BCの175年間に太陽活動11年周期変動を反映すると考えられる、周期7.7-11.1年の有意性の高い周期成分が抽出された。安定同位体測定では、748-475 BCの147単年輪についてδ^<18>Oを、740-464BCの122単年輪についてδ^<13>Cを測定した。δ^<18>O変動には0.2-0.3%の増減や安定を示す期間があった。年輪のδ^<18>Oは相対湿度を示すとされ、弥生期前期に相対湿度が大きく変化した期間や安定した期間があったと考えられる。また、δ^<13>Cでは10-60年の時間幅で0.2%の増減を示す変動がみられた。δ^<18>Oとδ^<13>Cとでは変動の様相が異なる。これはδ^<13>Cが様々な気象現象に影響されδ^<18>Oよりも複雑であるためと考えられる。また、考古学試料測定の試験実験として、鎌倉時代のものとされている木片の炭素14年代を測定した。間隔をとり剥離された2単年輪を測定した結果、木片はAD 982-1038の平安時代のものと分かった。本研究の単年輪による手法が歴史関連試料の年代測定に有効であるといえる。