[A-OS21] 沿岸域の海洋循環と物質循環

[AOS21-10] ラジウム同位体を用いた利根川沖陸棚海域における間隙水交換の評価

*中島 壽視¹、乙坂 重嘉¹、高橋 杏¹、梅澤 有²、杉本 亮³、伊藤 幸彦¹ (1.東京大学大気海洋研究所、2.東京農工大学、3.福井県立大学)

キーワード：間隙水、堆積物－水境界、陸棚、ラジウム

陸棚海域は海洋における生物生産や物質動態の重要な海域であり、この高い生物生産性は河川水や地下水を介して陸域から供給される豊富な栄養塩によって支えられていると考えられている。近年、特に浅海域において、海水と堆積物間の水交換（間隙水交換）が栄養塩の輸送プロセスとして重要な役割を果たすことが明らかとなりつつあり、この過程が陸棚スケールでの栄養塩動態や生物生産に与える影響が示唆されている。しかし、陸棚海域の堆積物－水境界における間隙水交換の実態や、陸棚域の物質循環に果たす役割に関する知見は少ないままである。
　本研究では、利根川沖陸棚海域を対象とし、陸棚海水に対する間隙水の寄与および間隙水交換に伴う物質輸送量を明らかにすることを目的として、2024年8月に観測を実施した。観測では、利根川沖陸棚海域に設定した8つの測点において、CTD・VMP観測およびニスキン採水を行った。そのうちの3測点では、間隙水のトレーサーであるRa同位体の鉛直分布を評価するため、鉛直5層の大量採水を実施するとともに、海底直上水および間隙水の化学特性を評価するために堆積物コアを取得した。
　各測点における²²⁴Ra濃度の鉛直分布は、中層で極小を示し、表層と底層で高濃度となる傾向が認められた。密度躍層より上層の²²⁴Ra濃度は塩分と負の相関関係を示し、浅海域堆積物から流入した間隙水が河川水と混合しながら沖合へ側方輸送されていることが示唆された。一方の密度躍層以深では、高塩分かつ高い²²⁴Ra濃度特性を示す海水が分布していた。陸棚堆積物の直上水や間隙水の²²⁴Ra濃度は、海水のそれぞれ10倍および100倍高い値を示すことから、密度躍層以深の陸棚海水は陸棚堆積物から供給される間隙水の影響を受けていることが示唆された。陸棚堆積物－水境界面における間隙水交換量を推定するために、2つの領域（海底付近または密度躍層以深）を対象とした鉛直一次元のRa収支モデルを適用した。結果として、測点やモデルの領域に関わらず、間隙水交換に伴う堆積物から水柱への²²⁴Raフラックスは分子拡散による²²⁴Raフラックスを上回り（＞10倍）、間隙水交換が堆積物から水柱への主要な溶存物質の輸送プロセスであることが示された。