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南極ドームふじ氷床コアを用いた気候変遷期の二酸化炭素濃度と全球平均海水温の復元

利用南极穹顶富士冰芯重建气候变化期间二氧化碳浓度和全球平均海水温度

基本信息

批准号：
17J00769
负责人：
大藪幾美
金额：
$ 2.83万
依托单位：
National Institute of Polar Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

氷床コアには過去の空気が保存されている。本研究は、過去の全球平均海水温の指標であると考えられている希ガスの存在比と同位体比およびCO2濃度を、南極ドームふじ氷床コアを用いて分析することで、気候が大きく変遷した期間における全球平均海水温とCO2濃度の変動を同時に復元し、両者の変化の相関関係や時間関係を明らかにすることを目的としていた。2019年度は、新型コロナウイルスの影響により予定していた氷コアの実試料を用いた分析は行えなかったが、CO2濃度分析のための切削抽出装置を新たに製作したとともに、氷床コア中の希ガスの分析手法を確立し、今後当該成分の分析を実施できる装置群と手法を作り上げた。CO2濃度分析に関しては、前年度から開発を進めてきた気体の抽出装置を完成させた。氷粉砕の肝となるニードル型粉砕機を組み立て、さらに抽出装置各部（真空容器、粉砕機、配管など）の壁面からの脱ガスを防ぐための洗浄と酸素による内面処理を施した。抽出装置の配管や排気装置、ガストラップ冷凍機などを、排気効率やガス転送効率を検討したうえで設計し架台部材を調達した。その後、抽出装置の最終組み上げを行い切削装置を完成させた。希ガス分析に関しては、抽出空気を捕集するためのガストラップ冷凍機を設計・調達した。従来の冷凍機では希ガス分析で転送する比較的大量の試料（標準状態で約100 ml）には捕集能力が不十分であっため、新型の冷凍機では最低到達温度の低下やウェル型熱交換器の使用などの改良を施し、抽出空気の捕集効率を上げることを狙った。新しい装置で希ガスの抽出実験を行ったところ、転送後の配管内の残圧がそれまでの1/10程度と大幅に低下し、気体を効率よく回収できることが分かった。これらの新規装置と、前年度に製作した空気試料の分割容器と2段式大容量水トラップを用い、南極の浅層コアの繰り返し分析を行い、手法と精度を確立させた。

The 氷 bed コアに was previously stored in the が air が for されてるるる. は, this study past の world average sea water temperature の index であると exam えられている bush ガスの existence than と with a body than およをび CO2 concentration, the Antarctic ドームふじ氷 bed コアを with いて analysis することで, 気が big きく - moving した during における global average sea water temperature と CO2 concentration の - move をしに recovery at the same time, that struck のの variations The relationship is や the relationship of time is を the relationship of clarity is らにするとをとを the purpose is ととてたたた. 2019 は, new コロナウイルスの influence により designated していた氷コアの be with material をいた line analysis はえなかったが, CO2 concentration analysis のための cutting out device を new たに making したとともに, 氷 bed コアの in bush ガスの analysis technique しを established, analysis of the future when the component のを be applied できると hand device groups The method を is written as げた on を. The CO2 concentration analysis に relates to てさせた, and the previous year らら developed を into the めて <s:1> たた gas extraction device を was completed させた. 氷 powder 砕の liver となるニードル powder 砕 machine を group みて, さらに out various parts of the device (vacuum container, powder 砕 machine, pipe など) の wall からのガ off スを anti ぐためのと acid at element による inside 処 Richard を shi した. Extraction device の piping や row 気 device, ガストラップ refrigerator などを, platoon 気 sharper rate やガス planning send working rate を beg し検たうえで design しを adjustable stand of material of した. After そそ, the final group of the extraction device <e:1> is み, and the げを line of the <s:1> cutting device を completes させた. The ガス analysis of に is related to てた, the extraction of air を, the capture of するため, the ガストラップ, the design and adjustment of the ガストラップ chiller を are carried out, and the results are adjusted to た. 従 to の refrigerator では bush ガス analysis で planning send する comparison of の sample (about 100 ml) standard state でには ability が not quite capture であっため, new の refrigerator では reach lowest low temperature のやウェのル type heat exchangers using などの improved をし, round 気の capture on the working rate をげることを previously った. New しい device で bush ガスの spare be 験を line ったところ, after planning to send の tube の residual 圧がそれまでのと sharply lower にし 1/10 degree, 気を sharper rate よく back 収できることが points かった. これらのと, annual に before making new rules device した empty 気 sample の split container と 2 sections of large capacity water トラップをい, Antarctic の shallow コアの Qiao り return line をいし analysis, the technique と precision を establish させた.