[M-IS18] 古気候・古海洋変動

[MIS18-P21] 二種の凝集同位体組成（Δ₄₇とΔ₄₈）の併用による多様な炭酸塩試料中の非平衡効果の推定

*加藤 大和¹、狩野 彰宏¹ (1.東京大学大学院理学系研究科)

キーワード：炭酸凝集同位体、Δ47、Δ48、非平衡効果、温度復元

炭酸凝集同位体温度計は、炭酸塩の酸解離で生じたCO₂を分析することで、結晶中の¹³C-¹⁸O 結合の存在度異常 (Δ₄₇)を求め、これを沈澱温度に読み替える。試料母液の同位体情報を必要としないため、過去の温度を復元する強力な手法となりえる。しかし、母液からのCO₂の脱ガスや吸収は、溶存無機炭素（DIC）中の同位体非平衡を引き起こし、CO₂脱ガスによって沈澱が生じる鍾乳石やトゥファでは、Δ₄₇値が平衡状態に比べて低い値（より高い温度を示す）をとり、CO₂吸収によって沈澱が生じるサンゴや軟体動物の炭酸塩骨格では、そのΔ₄₇値が高い値（低温）をとることが問題となる。
近年の理論的研究により、2種の炭酸凝集同位体組成（Δ₄₇とΔ₄₈）を併用することで、このような非平衡効果を推量できることが示唆された（Guo and Zhou, 2019; Guo, 2020）。CO₂脱ガス（吸収）の初期には、Δ₄₇値が平衡より低い（高い）方向にずれ、その際、もう一方のΔ₄₈値は高い（低い）方向にずれる。そして、非平衡によるこの２種間のずれには一定の関係があり、理論的に計算することができる。
発表者らの研究室では、これまで多様な種類の炭酸塩試料のΔ₄₇値とΔ₄₈値を測定してきた。例えば、Kato et al. (2019)では、日本産のトゥファのΔ₄₇値が平衡状態から0.011–0.012‰低い方向へずれていることを示し、同様のずれは日本の石筍でも見られることがわかっている（Kato et al., 2021）。今回新たに計算した結果、同上のトゥファのΔ₄₈値は平衡状態から約0.03–0.05‰高い方向へずれていることがわかった。
本研究では、我々が測定した合成カルサイトやトゥファ、石筍、魚類耳石、サンゴ骨格など様々な炭酸塩試料のΔ₄₇値とΔ₄₈値を示して相互に比較することで、凝集同位体に影響する非平衡効果を推定する。

引用文献
Guo, W. & Zhou, C. 2019, GCA 267, 196–226.
Guo, W. 2020. GCA 268, 230–257.
Kato et al. 2019. GCA 244, 548–564.
Kato et al. 2021. QSR 253, 106746.