[A-CG52] [JJ] 植物プランクトン増殖に関わる海洋－大気間の生物地球化学

[ACG52-03] 蛍光性溶存有機物を用いた沿岸親潮水の起源推定

水野 優²、西岡 純³、多田 雄哉⁴、鈴木 光次^1,2、*山下 洋平^1,2 (1.北海道大学 大学院地球環境科学研究院、2.北海道大学 大学院環境科学院、3.北海道大学 低温科学研究所、4.海洋研究開発機構)

キーワード：沿岸親潮水、淡水成分、蛍光性溶存有機物

西部北太平洋亜寒帯域は、生物活動による海水中の二酸化炭素分圧の季節的減少が最も大きい海域であり、地球規模の炭素循環を考える上で重要な海域である。春季の北海道東部沖では低水温、低塩分で特徴付けられる沿岸親潮水が分布しており、春季植物プランクトンブルームに影響を与えるなど、西部北太平洋亜寒帯域の生態系および炭素循環に大きく関与している可能性がある。ここで、沿岸親潮の淡水の起源として、河川水および海氷融解水が考えられている。しかし、沿岸親潮水の淡水成分の起源や時空間分布は明らかでなく、沿岸親潮水が春季植物プランクトンブルームにどのように影響しているかは明確でない。そこで本研究は、淡水成分のトレーサーとして溶存有機物中の腐植様物質を用い、沿岸親潮水の淡水成分の起源を明らかにすることを目的とした。河川水中の腐植様物質は難分解であり、沿岸域では腐植様物質の存在量と塩分との間に負の相関が一般的に見られる。一方、海氷生成時に溶存有機物はブラインと共に排出されることから、海氷中の腐植様物質の存在量は少ない。すなわち、腐植様物質と塩分の関係から、沿岸親潮水の淡水成分を評価できる可能性は大きい。
海水試料採取は、2015年3月6日から3月26日に実施された白鳳丸KH-15-1次研究航海において、北海道東部沖の沿岸親潮および親潮域において行った。また、淡水の端成分として、河川水及び海氷を採取した。河川水試料の採取は2011年9月18日から9月21日にかけて、主に北海道東部の河川で行われた。海氷試料の採取は2012年2月14日、2013年2月25日と2月28日、2014年2月16日に砕氷船そうやにおいて行われた。海氷試料は2 L容のPTFEビーカーに入れて暗所・室温で解凍させた。各試料は濾過し、溶存有機炭素濃度、三次元蛍光スペクトル、紫外可視吸収スペクトルの分析を行った。また、得られた三次元蛍光スペクトルをParallel Factor Analysis (PARAFAC) により個々の蛍光成分へと分解した。
先行研究に従って水塊分類を行った結果、沿岸親潮水(水温<2.0 ℃、塩分<33.0)、親潮水(水温<7.0 ℃、塩分33.0-33.7、密度<26.7)、低層水(密度>26.7)の3つの水塊に分類された。PARAFACにより三次元蛍光スペクトルは4つの蛍光成分へと分解された（C1-C4）。先行研究で報告されている蛍光成分とピークの位置や形状を比較し、C1とC2が陸起源腐植様蛍光成分、C3が海洋自生性腐植様蛍光成分、C4がトリプトファン様蛍光成分であると判断した。沿岸親潮水中において、陸起源腐植様蛍光成分であるC1およびC2蛍光強度と塩分の間に負の相関が見られた。また、沿岸親潮水中におけるC1およびC2蛍光強度と塩分の回帰直線の切片を求めた結果、切片は河川水で観測された蛍光強度の範囲内に位置した。ここで、海氷中のC1およびC2蛍光強度は海水中のC1およびC2蛍光強度よりも低かったため、本研究で観測した沿岸親潮水は河川水の影響を強く受けていることが示唆された。また、回帰直線の切片は、湿地を流れる釧路川の観測結果に近かった。このことから、本研究で観測した沿岸親潮水の淡水成分は河川水の中でも湿地の影響を強く受けている河川水に由来することが考えられた。