Late-Holocene salinity changes in Lake Ogawara, Pacific coast of northeast Japan, related to sea-level fall inferred from sedimentary geochemical signatures

奈良 郁子*; 渡邊 隆広; 松中 哲也*; 山崎 慎一*; 土屋 範芳*; 瀬戸 浩二*; 山田 和芳*; 安田 喜憲*

Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 592, p.110907_1 - 110907_11, 2022/04

https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2022.110907

小川原湖は、下北半島の太平洋沿岸に位置した汽水湖である。これまでの研究により、完新世の後期に海水準が低下したことで小川原湖が汽水化したと推測されているが、これまでに正確な年代は明らかにされていなかった。小川原湖が汽水化した年代を明らかにすることにより、過去の海水準変動の時期や規模に関する情報が得られると期待される。本研究では、小川原湖から採取した柱状堆積物(長さ約280m)中の、植物片と全有機炭素の放射性炭素年代測定、及びテフラの同定により堆積層の形成年代を決定した。また、堆積物中のハロゲン元素(臭素およびヨウ素)の鉛直分布を明らかにし、小川原湖の過去の塩分濃度変化を推定した。海水由来と考えられる堆積物中の臭素およびヨウ素濃度の増加時期から、約2200cal BPに小川原湖が汽水化したことが示唆された。

Geochemical characteristics of paleotsunami deposits from the Shizuoka plain on the Pacific coast of middle Japan

渡邊 隆広; 土屋 範芳*; 北村 晃寿*; 山崎 慎一*; 奈良 郁子*

Geochemical Journal, 55(6), p.325 - 340, 2021/00

https://doi.org/10.2343/geochemj.2.0641

過去の津波浸水域に関する情報は、今後の防災や減災計画の基礎データとして利用されることが期待されている。しかし、津波堆積物を用いて過去の津波浸水域を復元するにあたり、津波堆積物の供給源の推定、洪水や高潮堆積物との区別等が現状で解決すべき課題となっている。これらの問題を解決する一つの手段として、津波堆積物の地球化学判別手法が有効と考えられるが、国内では東北地方以外での適用例は限られている。特に中部地方太平洋沿岸でのデータはこれまでに得られていない。したがって、本研究では既に採取されている静岡平野の津波堆積物の化学分析を実施し、津波堆積物の判別手法の改良を試みた。分析の結果、ナトリウムとチタンとの相対比およびクラスター分析等の統計解析を用いることによって海由来の物質で形成された堆積層を検出できる可能性が高いことが示唆された。

A Geochemical approach for identifying marine incursions; Implications for tsunami geology on the Pacific coast of northeast Japan

渡邊 隆広; 土屋 範芳*; 山崎 慎一*; 澤井 祐紀*; 細田 憲弘*; 奈良 郁子*; 中村 俊夫*; 駒井 武*

Applied Geochemistry, 118, p.104644_1 - 104644_11, 2020/07

https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2020.104644

地層中の津波堆積物の分布から、過去の津波浸水域を推定することが可能である。津波浸水域に関する情報は、今後の防災や減災計画の基礎データとして利用することが期待されている。しかし、津波堆積物を用いて過去の津波浸水域を復元するにあたり、形成年代の決定、津波堆積物の供給源の特定、洪水や高潮堆積物との区別、及び目視で判別困難な泥質津波堆積物の検出等が現状で解決すべき課題となっている。本研究では上記の問題を解決する一つの手段として、津波堆積物の地球化学判別手法を提案した。仙台平野において採取された堆積物の化学分析を実施し、津波堆積物の判別手法の改良を試みた。分析の結果、カルシウム等の単成分による津波層検出は、後背地の特徴や貝殻の有無などの影響を強く受けることから必ずしも有効ではなく、ケイ素とアルミニウムとの相対比についても、砂層の検出には有効であるが、その供給源に関する情報は乏しいことが示された。一方、ナトリウムとチタンとの相対比を用いることによって海由来の物質で形成された堆積層を検出できる可能性が高いことが示唆された。

Tolerance of anhydrobiotic eggs of the tardigrade to extreme environments

堀川 大樹*; 山口 理美*; 坂下 哲哉; 田中 大介*; 浜田 信行*; 行弘 文子*; 桑原 宏和*; 國枝 武和*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; et al.

Astrobiology, 12(4), p.283 - 289, 2012/04

https://doi.org/10.1089/ast.2011.0669

クマムシの乾燥休眠状態である卵の孵化率について、宇宙空間の特徴的な極限環境要因である放射線(Heイオン線),極低温,高真空に対する耐性を調べた。その結果、50%が孵化できない線量が約500Gy, -196度に曝されても70%以上が孵化し、610Paの高真空においた後でも孵化することができることがわかった。以上の結果から、宇宙空間であってもクマムシの耐性能力により、乾眠状態であるならば、存在できる可能性が示唆された。

深部地質環境に対する微生物の影響に関する研究 -地下微生物群集の種組成と代謝の多様性に関する研究-

長沼 毅*; 岩月 輝希; 村上 由記; 濱 克宏; 岡本 拓士*; 谷本 大輔*; 藤田 夕佳*; 渡辺 史子*; 足立 奈保美*; 佐藤 誠*

JNC TY7400 2003-001, 116 Pages, 2003/05

JNC-TY7400-2003-001.pdf:4.97MB

本報告書は、核燃料サイクル開発機構東濃地科学センターと広島大学生物生産学部間で行われた先行基礎工学共同研究「深部地質環境に対する微生物の影響に関する研究-地下微生物群集の種組成と代謝の多様性に関する研究」の成果を取りまとめるものである。概要を以下に示す。岐阜県東濃地域において、地下深部の微生物の存在量と多様性に関する研究を行った。蛍光染色法による全菌数の計測、呼吸活性やエステラーゼ活性等に基づいて、生菌数を調査したところ、全菌数の約0.001%-100%と求められた。これらの微生物の存在量は、環境要因(岩盤中の割れ目本数、地下水の水理・地球化学条件等)に依存していた。ウラン鉱床を含む堆積岩深部においては、地下水中の酸化還元化学種、微生物生息数、硫酸イオンの硫黄同位体比から、硫酸還元菌による硫酸還元反応が主要な酸化還元反応であることが明らかになった。また、硫酸イオンと塩酸イオンが良い相関を示しながら震度とともに増加しており、硫酸イオンの期限は堆積岩上部の海成層であると考えられた。このような地下水-鉱物-微生物システムにおける酸化還元プロセスは、海成層が陸地化してからも、硫酸還元菌が海成層から供給される硫酸イオンを堆積岩下部に豊富に存在する有機物で還元することで長期間続いてきたと推察される。硫酸イオンの供給速度と岩層中の硫酸態硫黄の含有量から、現在の水理条件が続く場合、硫酸還元菌による硫酸還元反応は今後数十万年間以上にわたって継続し、ウランを保持する還元環境が維持されると推察される。一方、花崗岩中の地下水においては、鉄関連細菌が鉄による酸化還元状態の形成に重要な役割を果たしていると考えられる。特に、花崗岩上部では鉄酸化菌が鉄コロイドの沈没に関与していると推察される。

The Millennium scale monsoon cycles recorded in a sediment core from alpine Tibetan lake

渡邊 隆広; 奈良 郁子*; 松中 哲也*; 箕浦 幸治*; 掛川 武*; 山崎 慎一*; 土屋 範芳*; 中村 俊夫*; Junbo, W.*; Liping, Z.*

no journal, , 

湖沼堆積物や石筍試料を用いた高時間解像度(百年から千年スケール)での古環境変動に関する成果がこれまでに報告されている。特に、将来の表層環境や水循環の変動を推測するために、化学組成や同位体組成などの地球化学的手法を用いた過去のモンスーン活動の変遷に関する研究が進められている。過去のモンスーン活動、およびその変動メカニズムの把握に必要な研究対象地域として、日本を含む東アジアなどに加えて、チベット高原が注目されている。しかし、チベット高原における高時間解像度での環境変動解析例は極めて少ない。したがって、本研究ではチベット高原の湖沼堆積物の平均粒径および無機化学組成から推定された過去のモンスーン変動について周期解析を実施し、他地域から得られている解析結果と比較した。本研究では完新世のモンスーン変動におおよそ1000年から1500年の周期が見られ、これまでに報告されている東アジアおよび西アジアの石筍の酸素同位体比から推定されている気候変動の特徴とよく一致した。

湖沼堆積物および津波堆積物の放射性炭素年代測定

渡邊 隆広; 奈良 郁子*

no journal, , 

加速器質量分析法を用いた放射性炭素年代測定手法の発展により、湖沼堆積物や陸成堆積物の年代推定に関する多くの研究成果が報告されている。特に、湖沼の堆積物は撹乱の影響が少なく、古環境変動の推定や、過去に発生した津波等の痕跡について研究が進められている。本発表では、執筆者らによってこれまでに報告した堆積物の放射性炭素年代測定結果について集約し、湖沼や陸成堆積物試料の標準的な年代推定手法の構築に向けて新たな提案を試みる。現在の湖周辺の炭素の供給源を安定同位体比により推定し、かつ植物片と全有機態炭素の年代値の差を把握することにより、湖底堆積物試料の年代値の補正が可能になる。また、湖底や陸域の津波堆積物を用いた災害科学に関する研究例についても紹介する。津波堆積物は海底や沿岸からの物質移動に加え引き波による影響もあり、かつ現生植物の根の混入により、有機物試料の供給源の推定は極めて困難である。湖沼堆積物の研究で確立した手法を応用し、津波堆積物の年代推定を実施した結果について紹介する。

高精度年代測定に基づく小川原湖の汽水化時期の推定

奈良 郁子*; 松中 哲也*; 山崎 慎一*; 土屋 範芳*; 渡邊 隆広; 山田 和芳*; 安田 喜憲*

no journal, , 

小川原湖は、縄文後期の海水準低下により、太平洋の内海であった古小川原湖が後退したことで形成された汽水湖である。小川原湖の汽水化時期を明らかにすることは、縄文後期における東北地域の気候環境変動や汽水化が与える湖内生態系への影響を推測するために重要である。本研究では、小川原湖から採取した柱状堆積物(長さ280m)を用いて、植物片と全有機炭素の放射性炭素年代測定、テフラの同定、鉛-210、およびセシウム-137年代測定により、高精度な年代モデルを構築し、かつ堆積物中の微量元素分析結果を併せることにより、小川原湖の汽水化時期を推定した。堆積物から発見された二つのテフラ層は、屈折率および鉱物組成結果からB-TmテフラおよびTo-aテフラと同定された。植物片の放射性炭素年代測定結果は、B-Tmテフラが示す白頭山噴火年代(946年)と整合的であった。上記の年代測定結果および臭素等の微量元素濃度の変動から、小川原湖は約2000cal BPに汽水化したことが示唆された。

小川原湖堆積物の微量元素分布から推定される後期完新世における海水準変動

奈良 郁子*; 山崎 慎一*; 渡邊 隆広; 土屋 範芳*; 山田 和芳*; 安田 喜憲*

no journal, , 

小川原湖は、下北半島の太平洋側に位置する汽水湖である。小川原湖は、縄文時代後期ごろ(約4,500-3,300年前)までは太平洋の内湾であった。現在の小川原湖への変遷は、当時の海水準変動と深く関わっていると考えられるが、その変遷時期については、これまでに詳細な議論は行われていない。本研究では、小川原湖の堆積物試料中の元素分布(Br, Uなど)に加え、放射性炭素年代測定、およびテフラ同定による堆積物の年代測定を実施し、過去の湖水塩分の変化、およびその変遷時期の推定を試みた。小川原湖堆積物試料中のBrおよびUの濃度は、堆積深度約160cm付近(堆積年代約2,200cal BP)から上部にかけて減少傾向を示した。本結果から、当時、海水準が低下し、現在の小川原湖付近への海水流入量が減少した可能性が考えられる。