[M-IS18] 古気候・古海洋変動

[MIS18-P12] マンガンクラストの縞状構造に記録される氷期-間氷期サイクルに伴う地球環境変動

*高馬 菜々子¹、長谷川 精¹、臼井 朗²、小田 啓邦⁵、伊藤 孝⁴、西尾 嘉朗³、浦本 豪一郎²、松崎 琢也²、奥村 知世² (1.高知大学　理工学部、2.高知大学　海洋コア総合研究センター、3.高知大学　農林海洋科学部 、4.茨城大学教育学部、5.産業総合研究所質情報研究部門)

キーワード：マンガンクラスト、氷期-間氷期サイクル、地球環境変動

世界の深海底や海山上には，マンガン酸化物が主成分のマンガンクラストやマンガン団塊が広く分布している（e.g., Usui et al., 2017）．その成長速度は，百万年に数mm程度と非常に遅い．また，特定海域のマンガンクラストでは縞状構造が発達することが知られており，形成年代の対応などから，それが氷期-間氷期サイクルを反映したものではないかと示唆されている（Eisenhauer et al., 1992; Han et al., 2003; 高橋, 2015, 2017）．しかし，その詳細は不明な点が多い．そこで本研究では，微小領域の元素組成分析と内部構造の解析から，その形成メカニズムの解明を試みた．
本研究では，正徳海山周辺の水深1940∼2700mで採取された，縞状構造が発達した４試料を使用した．試料の1つはSQUID磁気顕微鏡によって詳細な古地磁気逆転パターンが測定されている（Oda et al., 2011）．本研究では，縞状構造が特に発達した過去100万年区間に注目し，蛍光反射顕微鏡とマイクロフォーカスX線CTを使用した内部構造の観察と，EPMAを用いた微小領域元素分析を行った．
マンガンクラストの内部構造を観察した結果，ストロマトライトのような柱状（columnar）構造と，２層構造を持つ窓状（fenestral）構造が互層することで，縞状構造が形成されていることが分かった（Hofmann, 2000）．柱状構造は高密度（高いCT値）なのに対し，窓状構造は低密度であり，2層構造の枠部分は弱い蛍光を示した．EPMA分析の結果，柱状構造はMnやFeで構成されるのに対し,窓状構造の枠部分はSi，中はAlやKで構成されることが分かった．またSQUID磁気顕微鏡による古地磁気逆転境界や底生有孔虫の酸素同位体比変動（Lisiecki & Raymo, 2005）と比較することで，Mnの濃集する柱状構造は間氷期に対応することが示唆された．
これらの結果と，先行研究により示されたMn堆積量は間氷期に多く（Eisenhauer et al., 1992），風成塵の堆積量が氷期に多くなる（Maher et al., 2010; Lamy et al., 2014）ことを考慮し，Mn濃集部の柱状構造が間氷期に，砕屑粒子と有機物からなる窓状構造が氷期に形成されたと解釈した．縞状構造が発達する海域が限られているのは，氷期の風成塵の供給量分布（Maher et al., 2010）と関係している可能性があり，氷期-間氷期サイクルで風成塵の堆積フラックスが大きく変化する場において，マンガンクラストの縞状構造が良く発達すると考えられる．