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海洋の生物過程による有機物凝集体強度の変動-凝集体の崩壊と沈降速度への影響評価-

海洋生物过程引起的有机质团聚体强度的变化-对团聚体崩塌和沉降速度影响的评估-

基本信息

批准号：
22KJ0360
负责人：
林靖人
金额：
$ 1.41万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0360/
关键词：
マリンスノー強度粒子間接着力

项目摘要

海洋表層で有機物粒子の凝集により形成される大型の凝集体は、深層へと沈降することで炭素隔離に寄与している。粒子の沈降速度はサイズによって大きく変動するため、凝集体の崩壊による小型化は炭素隔離効率に大きく影響を及ぼす。凝集体の崩壊は、凝集体の強度を超える力が加わったときに生じるため、流れ中での凝集・崩壊を予測するには凝集体の強度を明らかにする必要がある。令和3年度は、新型クウェットデバイスを用いた凝集体強度を測定する実験系の確立を試みた。クウェットデバイスを用いた長時間の実験により内部に形成される凝集体の分散が偏ることが明らかとなったため、粘土粒子を用いて凝集体の分散状況が粒子サイズに及ぼす影響を評価した。これにより、クウェットデバイス内での凝集体の位置の偏りがサイズに影響しないことが確認された。その上で、新型装置の設計と凝集体の可視化プロセスの検討を行った。新型装置は沈降速度測定が行えるような変更とともに、作業が簡便なものとなるよう設計した。またこれまで市販のデジタルスチルカメラを用いて行っていた凝集体の可視化は、高いシア速度の条件での撮影を行うため、グローバルシャッター式の産業用CMOSカメラに変更した。高いシア速度の条件で形成される凝集体はより小さくなることが予想されたため、テレセントリック性能が高いレンズを導入し、照明をバックライト照明へと変更することで精度を高めた。また、自然海水を培養し得られた生物由来粒子と粘土粒子について、旧クウェットデバイスを用いて粒子間接着力を測定し(生物由来粒子: 85 nN, 粘土粒子: 15 nN)、乱流中の凝集体サイズを推定する数値モデルに導入した。出力である凝集体サイズには生物由来粒子と粘土粒子とで二倍近くの差が生じることが予測され、乱流中の凝集体サイズに対して生物由来粒子の強度が大きく影響を及ぼすことを確認した。

The aggregation of organic matter particles in the surface layer of the ocean forms large aggregates, deep sediments, and carbon sequestration. The particle sedimentation velocity is greatly influenced by the particle size and particle size. The strength of the aggregate is increased by the strength of the aggregate, and the strength of the aggregate is increased by the strength of the aggregate. In order to establish a new type of aggregation system, the aggregate strength was determined in the third year. The dispersion of the aggregate formed in the clay particles was evaluated for a long time The position of the condensate in the container is affected by the change in temperature. The design and visualization of new devices are discussed in detail. The new device is designed to measure the settlement velocity. For example, if the market price is higher than the market price, the market price will be higher than the market price. High speed conditions for the formation of condensation groups are expected to be low, high performance is expected to be high, high accuracy is expected to be high, and illumination is expected to be high. In addition, natural seawater was cultured to obtain biologically derived particles and clay particles, and the indirect force of particles was measured (biologically derived particles: 85 nN, clay particles: 15 nN). The difference between the strength of the aggregate and the strength of the bio-derived particles is twice as large as that of the aggregate in the turbulence.