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Temporal and spatial variations of radiocarbon in Japan Sea Bottom Water

日本海底層水における放射性炭素の時空間的変動

熊本 雄一郎*; 荒巻 能史*; 渡邉 修一*; 米田 穣*; 柴田 康行*; 外川 織彦; 森田 昌敏*; 下島 公紀*

Kumamoto, Yuichiro*; Aramaki, Takafumi*; Watanabe, Shuichi*; Yoneda, Minoru*; Shibata, Yasuyuki*; Togawa, Orihiko; Morita, Masatoshi*; Shitashima, Kiminori*

1995年と2000年に、日本海において全溶存無機炭素中の放射性炭素比($$Delta$$$$^{14}$$C)を測定した。日本海は西部北太平洋における準閉鎖系の縁辺海であり、深層水及び底層水は内部で形成される。これらの測定データを歴史的な放射性炭素データとともにまとめ、2000m以深の底層水における放射性炭素の時空間的変動を明らかにした。日本海盆西部及び大和海盆の底層水における$$Delta$$$$^{14}$$Cは、1977/79年から1995年までの間に約20‰増加し、1995年から1999/2000年までの間には変化しなかった。これは、前者では底層水交換によって表層の核実験起源の放射性炭素が底層に侵入したこと、後者は底層水交換が停滞したことを示唆した。日本海盆東部では、底層水の$$Delta$$$$^{14}$$Cは1977/79年から2002年までの間に約10‰増加し、底層水交換がより弱いことを示唆した。日本海盆東部及び大和海盆における放射性炭素,トリチウム及び溶存酸素の時間的変動は、1979年から1984年までの間に底層水交換が散発的に発生したこと、1984年から2004年までの間に底層水交換が停滞したことを意味した。前者は、1976/77年の厳冬に日本海盆西部で新しく形成された底層水が日本海の深層循環によって輸送されたと考えられる。後者は底層水における核実験起源$$^{137}$$Cs及フロン-11の時間的変動と矛盾していない。

In 1995 and 2000, radiocarbon ratio ($$Delta$$$$^{14}$$C) of total dissolved inorganic carbon was measured in the Japan Sea, a semi-closed marginal sea in the western North Pacific, where deep and bottom waters are formed in itself. Compiling them with historical radiocarbon data in the Japan Sea, temporal and spatial variations of the radiocarbon in the bottom water below 2000 m depth were elucidated. $$Delta$$$$^{14}$$C in the bottom waters in the western Japan and Yamato Basins increased by about 20 ‰ between 1977/79 and 1995 and did not changed between 1995 and 1999/2000, suggesting penetration of surface bomb-produced radiocarbon into the bottom waters due to bottom ventilation in the earlier period and stagnation of the bottom ventilation in the following period, respectively. In the eastern Japan Basin, the bottom $$Delta$$$$^{14}$$C increased by about 10 ‰ between 1977/79 and 2002, suggesting less ventilation of the bottom water in the basin. The temporal changes of the radiocarbon, tritium, and dissolved oxygen suggest sporadic occurrences of the bottom ventilation between 1979 and 1984 and its stagnation between 1984 and 2004 in the eastern Japan and Yamato Basins. The former is probably due to spreading of a newly ventilated bottom water in the western Japan Basin in the severe winter of 1976-1977 along the abyssal circulation in the Japan Sea. The latter does not conflict with temporal changes of bomb-produced $$^{137}$$Cs and chlorofluorocarbon-11 in the bottom water.

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分野:Oceanography

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