2026-03-08T03:14:46Z https://ir.soken.ac.jp/oai

oai:ir.soken.ac.jp:00000791 2023-06-20T14:49:32Z 2:429:18

スバールバル諸島亜極地型氷河における堆積環境示標シグナルの 特性に関する研究 五十嵐, 誠 イガラシ, マコト IGARASHI, Makoto 南北両極域に存在する氷河や氷床上に蓄積された雪氷層は、年間を通じて非常に低温のため、火山や海洋、砂漠、森林など地球起源の物質、各種人為起源物質、そして宇宙塵などの地球外起源の諸物質を保存している。これまでに、南極大陸やグリーンランド氷床の中央部で掘削された雪氷コアからは、過去数千～数十万年に相当する気候や大気環境の示標シグナルが抽出されている。しかし、北極域において雪氷コア掘削が盛んに行なわれているグリーンランド氷床中央部は、海洋の占める割合が大きな北極域のなかではきわめて内陸的な特性をもつ気候下にあり、北極域全体から見ると特殊な環境下に置かれた氷床（氷河）といえる。したがって北極域の過去の気候・大気環境を復元するためには、氷河上の気候が海洋の影響を強く受けているところでも雪氷コア掘削を行ない、その試料を解析する必要がある。ただ、そのような地域は比較的温暖であることが多く、夏季の融雪期間中、表面付近の積雪が激しく融解している可能性がある。このため雪氷コアを用いた過去の気候・大気環境の解析法は、グリーンランドなどの真極地氷河で用いられる方法とは別の、その場所に適した方法を新たに検討しなくてはならない。そこで本研究では、海洋性の気候を示す地域として、冬季でも海流の影響で海氷が発達しないスバールバル諸島を選び、同諸島の3つの氷河、ブレッガー氷河（標高450m）、オスゴルド氷河（1140m）、北東島氷河（600m）において雪氷コア掘削と積雪表層の観測を行なった。また、各氷河の雪氷コア試料や積雪表層試料を解析するための基礎資料として用いるために、スピッツベルゲン島北西部に位置するニー・オルスンにおいて、大気中のエアロゾル、ガスと降水の採取を行なった。そして、これらの試料を用いて堆積層位解析、化学主成分（Cl-, NO3-, SO4 2-, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+）分析、安定同位体分析を行ない、それぞれについて鉛直プロファイルを作成し各氷河の特徴を検討した。<br />　本研究で観測に対象とした3つの氷河は、これまでの研究から年平均降水量が推定されており、その値は3カ所ともほぼ等しいことがわかっている。しかし、各氷河の層構造の鉛直プロファイルから、（1）氷河上に堆積した積雪が完全に氷化する深度（完全氷化深度）、（2）一旦氷河上に堆積した積雪が一融雪期を経て残存する量（年間洒養量）、には明瞭な違いがあらわれ、ブレッガー氷河の雪氷層が最も融解が激しく生じ、以下オスゴルド氷河、北東島氷河の順に融解が生じにくくなることがわかった。これら3つの氷河の融解の激しさの違いは、（3）氷温の鉛直プロファイル、それぞれの氷河雪氷層中の化学主成分の濃度プロファイルの変動幅にあらわれている（4）流出機構の違い（化学主成分流出量）、からも明らかである。また、3つの氷河の中で最も融解の影響が小さい北東島氷河においても、その雪氷層はほぼ全層にわたって融解による影響を受けて形成されたものであることがわかり、グリーンランド氷床頂上付近の雪氷層の堆積環境とは大きな違いがあることが確認された。<br />　3つの氷河の各種観測結果より明らかになった雪氷層の融解特性をもとにして、亜極地型氷河の堆積環境を理解するためにそれぞれの氷河雪氷層中の物質の移動、流出、再凍結の過程を模式的に表した。ブレッガー氷河では、ある1年間に堆積した積雪は融雪期を経た後わずか数cm程度しか残らず、その中に含まれていた気候、大気環境の示標シグナルとなる物質が融雪によりそのほとんどが流出してしまうというその堆積環境の特徴から、物質の移動、流出、再凍結の過程を単層の模式図で示すことができた。一方、オスゴルド氷河と北東島氷河では、雪氷層が完全に氷化するまでには数年かかり、その間気候、大気環境の示標シグナル物質の一部が融雪水とともに移動し分配され、最終的には完全に氷化する深度で固定される。このような物質の移動、流出、再凍結の過程を、複層の模式図でオスゴルド氷河、北東島氷河それぞれの堆積環境に見合うように示した。<br />　気候、大気環境の示標シグナルとなる物質の移動、流出、再凍結の過程を示した単層および複層の模式図は、観測の対象とした各氷河の堆積環境の特徴に最も適したように作成したが、雪氷層中の融雪水とその中に含まれている物質の動きには共通点が存在することがわかった。このことから、融雪の強度が異なる氷河においても共通のモデルで示標シグナル物質の移動、流出、再凍結の過程を表すことが可能であると考え、河川流量の推定などに用いられるタンクモデルを参考にして、北極域に広がる亜極地型氷河の一般的な堆積環境を示す「物質定着一氷化モデル」を作成した。<br />　スバールバル諸島の亜極地型氷河において雪氷層中に含まれる気候、大気環境の示標シグナルは、物質定着一氷化モデルを適用すると完全に氷化するまでの数年間を平均化した情報と解釈することができる。実際にこのような数年間以上の時間スケールで変化しているものは、オスゴルド氷河のσ18 Oである。σ18Oは気温の示標シグナルであり、35m深付近を境に上下の層において平均値で約1.7％異なっていた。この値が変化する35m深付近は、トリチウムの鉛直プロファイルから推定した年代によると1900年頃に相当し、ヨーロッパを中心に1700年代から継続していた小氷期と呼ばれる低温な時期が終焉する年代と一致した。したがって、亜極地型氷河において過去の気候、大気環境の情報の抽出は、「物質定着一氷化モデル」を適用してその時間精度を検証した後有効な時間スケール以上の変動がみられた観測値を用いれば、可能であることを証明した。 application/pdf 総研大甲第202号 jpn thesis https://ir.soken.ac.jp/records/791 博士（理学） 1996-03-21 総合研究大学院大学 https://ir.soken.ac.jp/record/791/files/甲202_要旨.pdf application/pdf 379.2 kB 2016-02-17 https://ir.soken.ac.jp/record/791/files/甲202_本文.pdf application/pdf 21.0 MB 2016-02-17