11:30 〜 11:45
[ACC29-10] グリーンランド北西部および北東部で掘削されたアイスコア中の過去100年間の鉱物組成変動の比較
★招待講演
キーワード：鉱物ダストの起源、アイスコア、SEM-EDS分析、グリーンランド
グリーンランド氷床上には，周囲の土壌や遠方の砂漠などを起源とする鉱物ダストが堆積し，毎年涵養域の雪の層に保存される．このようなダストをアイスコアとして取り出して分析すれば，濃度，粒径，組成の変動から，その輸送経路や起源となる場所の変化を明らかにできる可能性がある．しかしながら，アイスコア中のダストの分析はまだ限られており，特に濃度が低い間氷期の変動については詳細がほとんど明らかにされていない．
本研究では，微量でも分析が可能な走査型電子顕微鏡（SEM）およびエネルギー分散型X線分析装置（EDS）を用いてグリーンランドのアイスコア中の鉱物ダストの形態観察および化学成分分析を行い，過去100年間の変動を明らかにすることを目的とした．また，得られた結果を過去の環境変動のデータと比較することで，ダストの起源の変化やその要因についても考察した．
観察を行ったのは，グリーンランド氷床北西部SIGMA-Dサイト（N77°64’, W59°12’, 2100 m a.s.l）において2014年に掘削された，長さ222.72 mのアイスコアに含まれる鉱物ダストである．観察には1915年から2013年までの約100年分に相当する深さ0 – 38.60 m部分を使用した．コアは5年ごとにまとめて凍結乾燥した後にメンブレンフィルター上に捕集し，1サンプルにつき150粒子を無作為に選んで観察して，その時間変化を明らかにした．また，エネルギー分散型X線分析装置（EDS）を用いて，鉱物ダスト表面の化学組成を分析し，形態情報と合わせてその種類を同定した．さらに，鉱物が形成されたプロセスおよび環境の違いを元に，その種類を分類して各起源地域からのダスト寄与の指標とした．サンプルの観察は，国立極地研究所の走査型電子顕微鏡(QUANTA FEG 450)を用いて行った．
観察の結果，アイスコア中にはいずれも平均1-3μmの粒径の鉱物ダストが含まれており，主に長距離輸送された粒子が供給されていたと考えられる．しかしながら，その粒径分布は年によって異なり，1915-1950年および2000年以降のサンプルには，他の年に比べて粒径が大きい粒子が多く含まれていた．次にEDS分析を行った結果，アイスコア中のダストは地質の主要構成物であるケイ酸塩鉱物が大半を占めていた．その組成は数十年および10-15年という異なる2つの時間スケールで変動しており，変動の傾向が鉱物のタイプ間で異なることがわかった．また，過去の気温データとの比較の結果，数十年スケールの変動はグリーンランドの地表面気温変化の影響を受けている可能性が高いことが示唆された．寒冷期（1950-80年代）には湿潤温暖な環境（中低緯度地域）で形成された鉱物の割合が多く，温暖期（1920-40年代，1990年代以降）には寒冷乾燥な環境（高緯度地域，砂漠，グリーンランド）で形成された鉱物の割合が多くなった．
鉱物ダストのより詳しい起源を明らかにするために，後方流跡線解析も行った．その結果，SIGMA-Dサイトには主にグリーンランド沿岸域から大気が流入しており，次にカナダやアラスカからの流入が多いことがわかった．また，期間を通じて各起源地域からの大気の寄与率に大きな変化はなかったことから，ダスト起源の変化は大気輸送の影響ではなく，起源地域の地表面状態の影響によるものであることが示された．一方，従来の説とは異なり，アジアやアフリカなどの乾燥域からはほとんど供給がなく，鉱物組成から示された中低緯度地域の寄与も非常に少ないことがわかった．
以上の結果から，SIGMA-Dサイトには過去の温暖な環境（第三紀）で形成されたカナダやアラスカの地質から定常的にダストが供給されており，温暖期にはそれに加えてグリーンランド沿岸域からの供給割合が増加した可能性が高いことが明らかになった．温暖期にはグリーンランドにおける氷河氷床の融解・後退や夏季の季節積雪被覆期間の減少によって沿岸域の地表面が露出し，ダストの発生が増加したためと考えられる.
グリーンランド氷床内における鉱物ダスト起源の時間・空間変動を明らかにするために、上記の手法を用いて，グリーンランド氷床北東部EGRIPサイト（N75°62’, W35°96’, 2708 m a.s.l）アイスコアに含まれる過去100年間のダスト組成変動についても同様に分析を行っている。当日はSIGMA-Dコアとの比較を行った結果についても発表する．
本研究では，微量でも分析が可能な走査型電子顕微鏡（SEM）およびエネルギー分散型X線分析装置（EDS）を用いてグリーンランドのアイスコア中の鉱物ダストの形態観察および化学成分分析を行い，過去100年間の変動を明らかにすることを目的とした．また，得られた結果を過去の環境変動のデータと比較することで，ダストの起源の変化やその要因についても考察した．
観察を行ったのは，グリーンランド氷床北西部SIGMA-Dサイト（N77°64’, W59°12’, 2100 m a.s.l）において2014年に掘削された，長さ222.72 mのアイスコアに含まれる鉱物ダストである．観察には1915年から2013年までの約100年分に相当する深さ0 – 38.60 m部分を使用した．コアは5年ごとにまとめて凍結乾燥した後にメンブレンフィルター上に捕集し，1サンプルにつき150粒子を無作為に選んで観察して，その時間変化を明らかにした．また，エネルギー分散型X線分析装置（EDS）を用いて，鉱物ダスト表面の化学組成を分析し，形態情報と合わせてその種類を同定した．さらに，鉱物が形成されたプロセスおよび環境の違いを元に，その種類を分類して各起源地域からのダスト寄与の指標とした．サンプルの観察は，国立極地研究所の走査型電子顕微鏡(QUANTA FEG 450)を用いて行った．
観察の結果，アイスコア中にはいずれも平均1-3μmの粒径の鉱物ダストが含まれており，主に長距離輸送された粒子が供給されていたと考えられる．しかしながら，その粒径分布は年によって異なり，1915-1950年および2000年以降のサンプルには，他の年に比べて粒径が大きい粒子が多く含まれていた．次にEDS分析を行った結果，アイスコア中のダストは地質の主要構成物であるケイ酸塩鉱物が大半を占めていた．その組成は数十年および10-15年という異なる2つの時間スケールで変動しており，変動の傾向が鉱物のタイプ間で異なることがわかった．また，過去の気温データとの比較の結果，数十年スケールの変動はグリーンランドの地表面気温変化の影響を受けている可能性が高いことが示唆された．寒冷期（1950-80年代）には湿潤温暖な環境（中低緯度地域）で形成された鉱物の割合が多く，温暖期（1920-40年代，1990年代以降）には寒冷乾燥な環境（高緯度地域，砂漠，グリーンランド）で形成された鉱物の割合が多くなった．
鉱物ダストのより詳しい起源を明らかにするために，後方流跡線解析も行った．その結果，SIGMA-Dサイトには主にグリーンランド沿岸域から大気が流入しており，次にカナダやアラスカからの流入が多いことがわかった．また，期間を通じて各起源地域からの大気の寄与率に大きな変化はなかったことから，ダスト起源の変化は大気輸送の影響ではなく，起源地域の地表面状態の影響によるものであることが示された．一方，従来の説とは異なり，アジアやアフリカなどの乾燥域からはほとんど供給がなく，鉱物組成から示された中低緯度地域の寄与も非常に少ないことがわかった．
以上の結果から，SIGMA-Dサイトには過去の温暖な環境（第三紀）で形成されたカナダやアラスカの地質から定常的にダストが供給されており，温暖期にはそれに加えてグリーンランド沿岸域からの供給割合が増加した可能性が高いことが明らかになった．温暖期にはグリーンランドにおける氷河氷床の融解・後退や夏季の季節積雪被覆期間の減少によって沿岸域の地表面が露出し，ダストの発生が増加したためと考えられる.
グリーンランド氷床内における鉱物ダスト起源の時間・空間変動を明らかにするために、上記の手法を用いて，グリーンランド氷床北東部EGRIPサイト（N75°62’, W35°96’, 2708 m a.s.l）アイスコアに含まれる過去100年間のダスト組成変動についても同様に分析を行っている。当日はSIGMA-Dコアとの比較を行った結果についても発表する．