ETOPO1の標高データを使い、色付きの等深線をGMTで描く

※GMTのバージョン4.5.8で正常に動くことを確認しています。最新のバージョンではダメのようです（2018.4.19追記）

※GMT6.3.0でも動くようにスクリプトを書き換えました。（2022.6.20追記）

#!/bin/sh

range=0/50/-50/-30

#size is in cm scale

size=12

reso=l+f

xanot=a10f5

yanot=a10f5

out=S_Atlantic

xy=S_Atlantic_location

gmt grdcut ETOPO1_Bed_c_gmt4.grd -R${range} -G${out}.grd

gmt makecpt -Cocean -T-8000/0/500 -Z > ${out}.cpt

gmt grdimage ${out}.grd -R${range} -JM${size} -C${out}.cpt -E100 -P -K > ${out}.eps

gmt grdcontour ${out}.grd -JM${size} -C2000 -W0.5 -L-6000/-200 -O -K >> ${out}.eps

gmt psscale -Ba2000g1000f1000 -C${out}.cpt -D6c/-1c/12c/0.3ch -O -K >> ${out}.eps

gmt pscoast -R${range} -JM${size} -D${reso} -W1 -Ggray -B${xanot}/${yanot} -A30 -O -K >> ${out}.eps

gmt psxy ${xy}.txt -JM -R -Sc6p -Gwhite -W0.5 -O -K >> ${out}.eps

gmt pstext ${xy}.txt -JM -R -F+f10p,Helvetica,white -D0.2/-0.3 -O -K >> ${out}.eps

open ${out}.eps

これによって以下のような図が描けます。

psxyとpstextに読み込ませているテキストファイルは以下です。

14.482 -39.637 PC10/MC14

44.970 -39.030 SK200/17

13.563 -40.863 ODP1088

9.893 -39.063 ODP1089

8.900 -41.087 ODP1090

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前回の記事に引き続き、GMTを使っての海底地形図に等深線を描く方法のまとめです。
今回は海底に色を併せて塗ってみます。

以下のスクリプトを実行すると、以下の図が描けます。
今回使っているのはETOPO1_Ice_g_gmt4.grdのNOAAの無料データになります。ETOPO1_Bed_g_gmt4.grdでも大丈夫ですよ。

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range=130/140/30/35
#size is in cm scale
size=12
reso=f
file=test
xy=location

grdcut ETOPO1_Ice_g_gmt4.grd -R${range} -G${file}.grd
makecpt -Cocean -T-6000/0/100 -Z > ${file}.cpt
#
grdimage ${file}.grd -R${range} -JM${size} -C${file}.cpt -E100 -P -K > ${file}.eps
#
grdcontour ${file}.grd -JM${size} -C1000 -W0.5 -L-5000/-200 -A1000tf8 -O -K >> ${file}.eps
pscoast -R${range} -JM${size} -D${reso} -W1 -A -G220 -O -K -Lf135/36/36/200k >> ${file}.eps
psscale -Ba2000g1000f1000 -C${file}.cpt -D6c/-1c/6c/0.3ch -O -K >> ${file}.eps
#psxy ${xy}.txt -JM -R -W -Sd6p -Gred -O -K >> ${file}.eps
#pstext ${xy}.txt -JM -R -O -K -Gred -D0.2/0 >> ${file}.eps
psbasemap -R${range} -JM${size} -Ba1f1/a1f1WSne -O >> ${file}.eps

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１、grdcutについて

オリジナルのETOPO1_Ice_g_gmt4.grdは大変重いので、必要な箇所だけをカットします。

２、makecptについて

「-T」オプションで色のセットを選択できます。今回はoceanを使っていますが、他にも色々用意されています。

「-T」オプションで色の塗り方・間隔を指定します。z値の下限/上限/間隔の順です。

３、grdimageについて

実際に地図に色を塗っているコマンドラインです。

「-E」オプションで解像度（単位はdpi）を指定します。このオプションを付けないと大変荒い図になってしまいます。

４、grdcontourについて

「-C」オプションがコンターの間隔、

「-A」オプションがアノーテーションを付ける間隔（図中に書かれるコンターの数字のこと）数字のあとにtを付けないと、白い四角が背後に映り込んでしまいます。fのあとの数字はフォントのサイズです。

「-L」オプションがコンターを描く下限/上限になります。

「-W」オプションでコンターの太さを指定しています。

５、pscoastについて

「-D」オプションで海岸線のデータの解像度を指定します。上から「f: fine」「h: high」「i: intermediate」「l: low」「c: coarse」

「-W」オプションで沿岸線の太さを指定しています。

６、psscaleについて

色分けの説明に必要な、凡例を与えます。

「-B」オプションでラベルの間隔などを指定します。a数値g目盛りf格子の順です。

「-D」オプションで凡例の大きさを指定します。最後にhを付けると水平方向（horizontal）のスケールバー、抜かすと垂直方向に描かれます。中心の位置（左端から~cm）/上端の位置（下端から~cm）/スケールバーの長さ（~cm）/スケールバーの幅（cm）

７、psxyについて

先頭に#を付けて読み込まないようにしていますが、#を外してプロットしたい点をまとめたファイル（ここではlocation.txt）を用意しておくと、指定した緯度・経度にアイコンを打つことができます。

「-S」オプションでアイコンの形とサイズ、「-G」オプションでアイコンの色を指定します。

また、pstextで個々の点に名前をつけることも可能です。

以下のテキストファイルを読み込ませて描いた図を下の方に載せておきます。

130.650318 31.585311 8 0 1 LM Sakura-jima

134.189459 33.253410 8 0 1 CT Muroto-misaki

139.257435 34.381465 8 0 1 RT Nii-jima

左から順に、経度/緯度/テキストの大きさ/テキストのフォント（0はHelvetica）/テキストの角度/テキストの位置（アイコンの横・下・左などを指定）/書きたいテキスト

それぞれの間は半角スペースで区切ります。

「-D」オプションでテキストの位置を微調整します。x軸方向/x軸方向に移動させることができます。

より詳しい情報はこちらなどのページを参照のこと。

psxyは同じファイルの先頭２列のみを読み込んでいることになります。

８、psbasemapについて

縦軸、横軸を描きます。

「-B」オプションで目盛りやラベルの間隔を指定します。x軸のラベル・目盛りの間隔/y軸のラベル・目盛りの間隔。最後のWSneは西と南には指定したラベルを打つが、北と東はラベルなしの軸にするという意味になります。

※最後に

-Oと-Kがほとんどすべての行に出てきていますが、描画用のラインの最初には「-O」が不要、最後のラインには「-K」が不要なので、注意してください。

〜〜〜

以下は編集例。

１、makecptの-Cオプションを「-Cocean」→「-Cgray」に変更。白黒になります。

２、同じ図にポイントを打ってみます。上述の「location.txt」ファイルを読み込ませます。

３、もうちょっとクローズアップしてみる

上のスクリプトの

rangeを132/134/32/34に

makecptの「-T」を-2500/0/100に

grdcontourの「-C」を100に、「-L」を-800/-100に、「-A」を200tf8に、

pscoastの「-L」をf133/34.2/34.2/50kに変更。

間違いがあったらご指摘ください〜。

2021年振り返り

気づけば2022年になりました。新年明けましておめでとうございます。 

このブログも、最近はなかなか更新できておらず、1年を振り返るのくらいのものになってしまいました。 本当はもっと色々書きたいし、研究上役立つ情報などをまとめたいとは思っているのですが。なかなかまとまった時間が取れず。いつも何かの締め切りに追われていて、優先順位が上がらない。。 

去年、神戸大に着任直後だったこともあり、授業の半分くらいを退職された先生が非常勤講師として担当されていました。それが今年は全て私担当になったので、前期後期ともに授業資料の準備に追われていました。 

前期は主に演習系の授業。2コマ連続開講だったので、前半1コマで座学をし、後半１コマでそれに関連した演習問題（主にフリーソフトやエクセルを使うもの）を解かせる、という形式。 

後期は（今も進行中ですが）2コマ連続開講の座学。地球化学をテーマに、雑多な内容を教えています。教養として＋地学分野へのリクルート（研究室選び中の学部2年生が主な対象）を兼ねています。 

他にも、学部1年生に、高校2年生に（高大連携）人為的気候変化のことを教えたり、 学部1年生に「航空部門のCO2排出問題と、海外渡航／旅行／留学について」考えさせる授業を担当したり。

また、前期・後期ともに同じ地学分野の先生と分担で実習（水曜午後2コマ）を担当したり。 実習は去年は多くがオンライン開講になったので、今年は初めて野外に学生を連れ出すものも多く。酒蔵を見学したり、野外で採水・パックテスト・地形観察したり。 新しいことをやっていたので、そちらの準備にも色々と時間を取られ。

もう一つ、大きい決断として、4/1から別の研究機関に異動することになったこと。すでに近い人には報告し、FBやTwitter等でも報告させていただきました。 先日教授会でも退職が承認され（異動先の人事担当者からも特に公にして問題ないと言われたこともあり）、少しフライングで報告させていただきました。

窪田研究室に１名すでに学生が配属されていること、４月からも配属希望の学生がいたこと。そこは大変申し訳ないのですが、私自身と、家族の希望もあり、異動を決意しました。

どこに行くかは４月になってから報告させていただきますが、関東界隈とだけ、述べておきます。 

さて、今年何が起きたか、詳細が全く思い出せないので、いつも通りスケジュール帳をめくりながら、各月ごとに雑多にまとめてみます。 

▷１月

 研究室訪問をいくつか受ける。興味あると言ってくれたのはとても嬉しかった（７名くらい訪問あったけど、結果的に来てくれたの１名だけだったw） 。

▷２月 古生物学会例会で招待講演。ビノスガイを使った古環境学研究についてのレビュー。 「化石」に総説記事を寄稿する運びとなり、原稿の準備を始める（後日） 

初めて卒論・修論発表会に参加。分野が違うとこうも分からない／質問しにくいものだと実感する（うちの学部・研究科は実に多様なテーマ） 

朝日新聞の取材を受ける ＞メディア

▷３月 

微古生物学会の有志の会で「有孔虫の地球化学」をネタに講演する。つい時間を超過し、喋りまくってしまった。

オンライン学会にいくつか参加（佐野・川幡先生の最終講義、海水化学シンポ、AMS施設現状報告会）

▷４月 

新人助教の懇談会（オンライン）。いろんな先生がいるんだなー、と。音楽、スポーツ、調理、数理、etc。

▷５月 

地化ショートコースの打ち合わせ、色々。

沖縄旅行（北谷のアメリカンビレッジに３泊４日）

▷６月 

JpGUコンビーナー。去年もやった、ユニオンセッション。

なんやかんやオンライン開催の仕組みを一番理解してる自分がメインの司会になり、ハンドリング。招待講演を６件（ポスターセッションはあまり盛り上がらず、すみません。。）

▷７月 

地化ショートコースに運営として参加。

沖縄出張。

SSH指定校の武庫川女子大学附属中高で出張授業。授業後、甲子園球場で野球観戦（初）。

▷８月 

名大ISEEのオンラインミーティングで話題提供。

研究科長に推薦いただき、神戸大学「優秀若手研究者賞」を受賞。＞受賞歴

▷９月 

地化学会オンライン大会に参加。古気候セッションで特別企画をし、自分も講師に。

北海道出張（稚内〜遠別〜浜頓別〜枝幸）

地化学会・古気候セッションで企画続編の企画・参加。

親知らずの抜歯。

▷１０月 

神戸大学が中心的に行っている中高生向けROOTプログラムで話題提供（休日のボランティア授業）。

秋田大からSさんが来訪し、三宮ニューミュンヘンで飲み。

海事のIさんに地学実習の下見に連れてってもらう。白川の植物化石など。

▷１１月 

北海道出張（紋別〜網走）。東大の常呂実習施設を訪問し、貝塚試料もゲット。

兵庫県立長田高校で出張授業。

JAMのKさん来訪。三宮で飲み。

▷１２月

岩手県知事三陸海域研究論文賞の二次選考会（オンライン）→「特別賞」受賞。＞受賞歴

初めて大学職員組合の会合に参加（実は役員）

家族で淡路島旅行（兵庫県向けの割引キャンペーン利用）

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コロナさえなければ、確実にドイツAWIに長期滞在していたし、Goldschmiidt＠リヨンにも現地参加するはずだった2021年。本当に歯痒い思いをしたけど、2020年10月から雇用している技術補佐員さんが頑張って堆積物を洗い、有孔虫を拾ってくれたおかげで、いつでもドイツに行ける準備は整っている。2022年こそは、なんとか海外に行ければと思う。

国際学会として、Goldschmidt＠ハワイ、ICP＠ベルゲン（ノルウェー）など、狙っているけど、第二子の計画があり、タイミング的に果たしてどうなるか。

4月に次の環境に移り、また研究環境の構築に色々四苦八苦すると思う。代表として持っている基盤Bを150万分2022年度に繰り越したので、環境整備に使える資金はそれなりにある。

しかし一方で、ついに2022年度で基盤Bも終わってしまい、今年申し込んでいたERCAの環境研究総合推進費も不採用となりあとがないので、次年度は基盤Bやら萌芽研究やら国際共同研究強化やらに応募しまくることになりそう（もちろん、ERCAの環境研究総合推進費もリベンジ）。

今年は主著論文が３報、共著論文が３報（うち１本はNature！）出た。＞論文

ただし、これらは全て、神戸大学に着任する以前にとったデータが元になっている。実は神戸大着任以降にとれたデータはそれほど多くない。２本くらいの主著論文はこれから書くつもりだけど、高IFジャーナルは到底狙えない。

今年は、研究者としての生産性を飛躍させたいところ。

窪田研究室２年目

コロナと子育てに翻弄され、あれよあれよと過ごしていたらもう一年が経過してしまった。

国際学会も相次いでオンライン開催となり、海外渡航の機会は消滅。特にGoldschmidt＠ハワイを楽しみにしていたので、ダメージが大きかった。

AWIで夏を過ごせればと思っていたが、それも叶わず。ドイツの研究機関は今も在宅勤務のところが多いらしい。

国内では、どれもオンライン開催だが、様々な学会で発表をする機会があった。

・地球化学会

・日本古生物学会

・微古生物学の有志の会

・クリタ水環境（研究優秀賞受賞記念講演）

Stay Homeの間に和文１報、英文２報の原稿を仕上げた。

最近英文１報の査読結果が送られてきて、Minor revisionだったので、2021年最初の論文となるのが確実で嬉しい（2020年は英文の主著論文がなかった）。

国際誌に掲載された共著論文は４報。ひとつはIODP Exp. 361次航海の成果でありNatureに掲載されたので、プレスリリースを行った。また、Academist journalにも記事を掲載していただいた。

六甲台から三宮方面を望む

【研究】

2020年度は、基盤Bの初年度の研究費をフルに設備投資に充てた。ほとんど出張もなかったので、実験用の器具や消耗品が充実。

クリーン環境を整備するため、まずは部屋の掃除を徹底的に。途中から技術補佐員を雇用したので、ずいぶん楽に。いまは週１に居室や実験室の掃除をお願いしている。

居室１つ、ラボ２つに加え、学生部屋もできた。

今年度はwetラボの立ち上げがあるので、ホウ素ブランクがどれほどのものかチェックしないといけない。卓上のクリーンブースも導入予定。

年度末に予算が残っていたので、キャンペーンで安くなっていた、Direct-Q（Milli-Q）を導入。なんと50万以下。水道水から直接超純水を製造するというもの。

もともと同僚の先生のをお借りする予定だったが、キャンペーン様様。前任の先生の置き土産のMilli-Qは蒸留水から製造するものだけど、「かなり古いのでカートリッジも交換できない」と、業者の人。セールスための口上か。

念願のMilli-Q

2020年度導入した機器類

・清掃用品一式（掃除機、床磨き機、空気清浄機）

・耐酸ホットプレート

・テフロンバイアル一式

・超純水製造機

・ふるい用の大型超音波洗浄機

・その他（プリンター、大型モニター、ホワイトボード、IT機器類）

【教育】

前任の先生が非常勤講師として２つの授業を受け持っていただいていたので、2020年度の授業のウェイトはそれほど大きくなかった。

ただし今年度からそれらを引き継ぐので、一気に大変になる。ここ１ヶ月授業スライドを作り続けているけど、まだ前期分しか終わっておらず。後期分の授業スライド作成は夏休みにやることになりそうだが、極力空き時間を利用して整備したいところ。

地学系の実習を同僚の地学系の先生と２人で分担しており、私は簡単な顕微鏡観察や巡検（塩屋の神戸層群観察）を行った。今年はそれらを基に、もう少し完成度を上げたいところ。

前期が学部三年生対象の少人数授業、後期が学部二年生対象の大人数授業（15-25人）。

地学なのでやはりフィールドに出たいということで、塩屋界隈の露頭探しに奔走した。やはりコンクリートで覆われているところが多く、なかなか見つけられなかった。良いとされる露頭はもう見られないところだったり、アクセスが悪かったり。ようやく見つけられたところに２回に分けて学部生を引率した（コロナ感染拡大の影響で少人数しか連れて行けなかった）。

他に、灘の宮水と地質をめぐる巡検を企画したが、こちらもコロナで流れてしまい、オンラインでICP-AES測定結果を解析するという味気ないものになってしまった。今年度は採水も含め、ちゃんとした巡検ができればと切に思う。

学部３年生が一名、窪田研究室を志望してくれた。三年生のうちは卒論研究は始まらないので、授業に出席するくらいしか活動はないけれど。

コロナ禍なのでこれといった催しもないので歯がゆい（というか、私自身の歓迎会もなかった）

12月に高大連携授業を経験。オンラインで現地に赴くことができず、高校生と触れ合う機会がなかったのが残念。

授業内容は「人為的気候変化問題」。感触は非常によく、また機会があったら受けたい。

学部１年生向けのオムニバス授業を引き受けることになったので、同じ内容（とはいえ授業時間２倍なので話を膨らませないといけない）を話す予定。自然環境論コース進学や、その先の研究室選びの参考になれば。

「地形と日本人〜私たちはどこに暮らしてきたか」

 「地形と日本人〜私たちはどこに暮らしてきたか」

金田章裕

日経プレミアシリーズ

Amazonで色々と地学関係の教科書や書籍を漁っていた時に見かけた本書。ちょうど授業で地形（天井川や土砂災害、埋め立て）のことを扱う機会が増えてきたので、参考にと購入。

ドレーク海峡の深海サンゴが明らかにした最終氷期以降の南大洋の深層循環の姿（Li et al., 2020, Sci.Adv.）

Rapid shifts in circulation and biogeochemistry of the Southern Ocean during deglacial carbon cycle events

Tao Li, Laura F. Robinson, Tianyu Chen, Xingchen T. Wang, Andrea Burke, James W. B. Rae, Albertine Pegrum-Haram, Timothy D. J. Knowles, Gaojun Li, Jun Chen, Hong Chin Ng, Maria Prokopenko, George H. Rowland, Ana Samperiz, Joseph A. Stewart, John Southon, Peter T. Spooner

Science Advances  16 Oct 2020: Vol. 6, no. 42, eabb380

南大洋ドレーク海峡で採取された深海サンゴのδ11B・Δ14C・δ15N分析から、最終退氷期の海洋炭素循環を復元。

氷期-間氷期スケールの大気中CO2濃度変動（この論文では最終退氷期に焦点）と海洋炭素循環との関係が議論の中心。

※この話題はこのブログでもよく取り上げているので科学的背景は割愛。

共著者に名を連ねる、A. Burke博士とL.F. Robinson博士が2012年のサイエンスで、同深海サンゴのU/Th分析・14C分析から最終退氷期の深層循環・炭素循環について議論しているが、この論文も同じくドレーク海峡の深海サンゴの分析の結果を報じている。

主要なプロキシは

・14C（海水の古さ）

・δ11B（海水pHプロキシ　※今回は測定しておらず、先行研究からの引用）

・δ15N（海洋表層の栄養塩利用効率のプロキシ　※今回は測定しておらず、先行研究からの引用）

14C分析のサンプル数が３倍程度になったのが特徴らしい。

δ15Nの分析結果は、Wang et al., 2017, PNASですでに報告済みだが、当時はすべての試料についてのU/Th分析がなされていなかった。結果的に一部の試料の年代は、他のU/Th年代・14C年代の両方が得られた試料を参考にして、14C年代からU/Th年代を推定していたらしい（reconnaissance time scale）。

すべての試料に対してU/Th年代によって高精度の年代軸が得られた結果、南極アイスコアとの対比もより楽になった。

SAMWやAAIWに相当する深度のサンゴから復元された海水の14C年代は、LGM時点で大気よりも1400年古かった。

一方、UCDWに相当する深度のサンゴから復元された海水の14C年代は、LGM時点で大気よりも2100年古かった（完新世は1200年古かった）。

最終退氷期を通じて、海水の古さが緩まっており、氷期に深層水に炭素が蓄えられていたことが大気中CO2濃度の低下の一要因であったという説と整合的。

同じ深海サンゴのδ11BはLGMに海水pHが低下しており、より多くの溶存炭素が深層水に存在したことと整合的。

また、δ15Nは海洋表層におけるより効率的な栄養塩利用（つまり生物一次生産）が存在し、より多くの炭素が表層から深層へ輸送（生物ポンプ）されていたことを示しており、上記の説と整合的。

最終退氷期には、深層水の14C年代の若返りとともに、海水pHがより増加（溶存炭素が失われた）していた。

湧昇の強化によって炭素・栄養塩に富んだ深層水が湧き上がったが、栄養塩利用効率は次第に低下していた（おそらく鉄肥沃の緩和→生物ポンプ低下）。

深層へと炭素を戻す働き（生物ポンプ）よりも、大気へと散逸する効果が打ち勝った結果、大気中のCO2濃度が増加した。

残念ながら、最終退氷期でもっとも大きな大気中CO2濃度上昇のあったHS1（18.0-16.3 ka）は深海サンゴの記録がほとんどカバーできておらず、変動もほとんどないように見える。

最終退氷期には、いくつかの急上昇イベントを伴いながら、大気のCO2濃度が約80 ppm増加した。

以下に、際立った４つの時代の古気候学的特徴と、南大洋の記録との関係を述べる。

・14.6 ka、11.7 kaの大気CO2急上昇イベント

北半球高緯度は温暖化し、AMOCは強まっていた（氷期に停滞していたNADWの形成再開）。

南半球の偏西風は北上し、湧昇域が増加した。

湧昇によって多くの栄養塩が表層にもたらされた結果、外部輸送（生物ポンプ）もさかんだったが、表層の生物一次生産は非効率的だった。

南大洋の中層水のpHは非常に低かった。

・16.3 ka、12.8 kaの大気CO2急上昇イベント

北半球高緯度は寒冷化し、AMOCは弱まっていた（NADWの形成停滞）

南半球の偏西風は南下

1,700m深いの海水の14C濃度は大気の14C濃度に近づき、完新世よりも若返っていた（非常に大気に近い値に）。

南大洋で混合層が深まり、より深い対流が起きていたため？