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☆主なコンテンツ
1、新着論文 2、論文概説 3、コラム 4、本のレビュー 5、雑記(PC・研究関連)
6、気になった一文集(日本語English) 7、日記(日本語English) おまけTwilog
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2014年6月9日月曜日

新着論文(EPSL, GCA, MG, CG, PALAEO3, QSR)

Earth and Planetary Science Letters
Labrador current variability over the last 2000 years
M.-A. Sicre , K. Weckström , M.-S. Seidenkrantz , A. Kuijpers , M. Benetti , G. Masse , U. Ezat , S. Schmidt , I. Bouloubassi , J. Olsen , M. Khodri , J. Mignot
北西大西洋から得られた堆積物コアのアルケノンから過去2,000年間のSSTを復元。ラブラドル海流と北半球環状モード(Northern Annular Mode, NAM)との間の強い関係性が認められた。

Geochimica et Cosmochimica Acta
Temperature limits for preservation of primary calcite clumped isotope paleotemperatures
Gregory A. Henkes , Benjamin H. Passey , Ethan L. Grossman , Brock J. Shenton , Alberto Pérez-Huerta , Thomas E. Yancey
化石の腕足類のカルサイト殻中の結晶のC-Oの再配列(reordering)によってclumped isotope絶対温度計が変質していることが報告されている。室内実験において腕足動物の殻を異なる温度で加熱することからも確認されたが、それによって得られたアレニウスの予測式(Arrhenius parameter)を用いて、古生代の地層に埋没した腕足動物殻が経験した熱史を復元することができた。100℃以下、106-8以下の時間スケールであればほとんど問題ないらしい。

Marine Geology
Deposition of sediments of diverse sizes by the 2011 Tohoku-oki tsunami at Miyako City, Japan
Masaki Yamada , Shigehiro Fujino , Kazuhisa Goto
2011年3月の東北沖地震の際に高さ28.1mの津波が押し寄せた宮古市の津波堆積物の分布について。

Sedimentation patterns off the Zambezi River over the last 20,000 years
Jeroen.J.L. van der Lubbe , Rik Tjallingii , Maarten A. Prins , Geert-Jan A. Brummer , Simon J.A. Jung , Dick Kroon , Ralph R. Schneider
東アフリカのZambezi川の河口域で得られた堆積物コアから過去20kaの環境変動を復元。岩相のもっとも大きな変化は最終退氷期の大陸棚の浸水の際に起きていた。HS1とYDに堆積物がより細粒化し、ITCZの南下に伴うアフリカの降水バンドの南下が原因と思われる。

Chemical Geology
Methane sources and sinks in the subtropical South Pacific along 17°S as traced by stable isotope ratios
Chisato Yoshikawa , Elena Hayashi , Keita Yamada , Osamu Yoshida , Sakae Toyoda , Naohiro Yoshida
南太平洋の17ºS線に沿って大気と海洋のメタン濃度と炭素・水素同位体を測定。東ほど(ペルー寄り)濃度と海から大気へのメタン・フラックスが高く、海洋表層の生物生産(クロロフィルa濃度)と関係があることが示唆。

Records of trace metals in sediments from the Oregon shelf and slope: Investigating the occurrence of hypoxia over the past several thousand years
Andrea M. Erhardt , Clare E. Reimers , David Kadko , Adina Paytan
北米大陸の東海岸に位置するオレゴン沖においては最近の10年間に貧酸素・無酸素状態が確認されている。沖から得られた堆積物コアから過去数千年間の亜表層・深層水の酸素濃度を復元したところ、大きく変動していたことが分かったが、PDOなどの気候変動との対応は認められなかった。近年Mo濃度が上昇、δ13C・TOCが上昇、C/N比が低下していることの原因としては表層一次生産の強化が挙げられる。過去に100-1,000年間酸素・無酸素状態が続いたことはないため、近年のものは人為起源である可能性が高い。

Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
The role of North Brazil Current transport in the paleoclimate of the Brazilian Nordeste margin and paleoceanography of the western tropical Atlantic during the late Quaternary
Trevor E. Nace , Paul A. Baker , Gary S. Dwyer , Cleverson G. Silva , Catherine A. Rigsby , Stephen J. Burns , Liviu Giosan , Bette Otto-Bliesner , Zhengyu Liu , Jiang Zhu
西赤道大西洋のブラジル沖から採取された堆積物コアのXRF・Mg/Ca・δ18O分析などから、過去110kaの環境変動を復元。ハインリッヒイベントに伴い温度が上昇・降水および陸上風化が増加するという、これまでの知見と整合的な結果が得られ、モデル(SYNTRACE-CCSM3)からも再現された。

Quaternary Science Reviews
Abrupt variations of Indian and East Asian summer monsoons during the last deglacial stadial and interstadial
Bing Hong , Yetang Hong , Masao Uchida , Yasuyuki Shibata , Cheng Cai , Haijun Peng , Yongxuan Zhu , Yu Wang , Linggui Yuan
中国南東部で得られた泥炭堆積物のδ13Cを用いて過去15kaのモンスーン変動を議論。

East Antarctic deglaciation and the link to global cooling during the Quaternary: evidence from glacial geomorphology and 10Be surface exposure dating of the Sør Rondane Mountains, Dronning Maud Land
Yusuke Suganuma , Hideki Miura , Albert Zondervan , Jun'ichi Okuno
東南極氷床のDronning Maud Landにおける10Be表面照射年代測定の結果とGIAモデルから、氷床の融解史を推定。更新世を通して東南極氷床が少なくとも500m厚くなったことが示唆。また最終退氷期には14ka以降に氷表面の高度が50m低下したことが示唆(従ってMWP-1aへの寄与は考えにくい)。

Variations in water level for Lake Turkana in the past 8500 years near Mt. Porr, Kenya and the transition from the African Humid Period to Holocene aridity
Steven L. Forman , David K. Wright , Christopher Bloszies
完新世のアフリカ湿潤期においてはケニアのトゥルカナ湖(Lake Turkana)の水位が今よりも80m高く、特に8.5-4.5kaには数百年の間に50m以上の規模で変動していたことが知られている。インド洋・大西洋の海洋表層水温上昇とモンスーンの強化が水位上昇とよく一致していることが示唆。

Quaternary Geochronology
Testing the precision and accuracy of the U-Th chronometer for dating coral mortality events in the last 100 years
Tara R. Clark , George Roff , Jian-xin Zhao , Yue-xing Feng , Terence J. Done , John M. Pandolfi
グレートバリアリーフの岸に近い部分で得られた過去に死んだミドリイシサンゴをU/Th法で年代決定。骨格に入っていないThの除去法や補正法の開発を行った。(ほぼすべてのサンゴが死に絶えた)1997/98年の大規模白化イベントにおいて死んだミドリイシサンゴの測定から、正確に年代決定が行えることが実証された。

2014年3月31日月曜日

新着論文(Elsevier, Radiocarbon)

Earth and Planetary Science Letters
Holocene glacial discharge fluctuations and recent instability in East Antarctica
Julien Crespin , Ruth Yam , Xavier Crosta , Guillaume Massé , Sabine Schmidt , Philippine Campagne , Aldo Shemesh
東南極氷床のAdélie LandとGeorge V Landの沖から得られた堆積物コア中の珪藻の酸素同位体(δ18Odiatom)をもとに過去11kaの氷河の変動を復元。数百年の周期で変動していることが確認された。最近では1.7kaとAD1980に大きな後退が起きていた。

Assessing influences on speleothem dead carbon variability over the Holocene: Implications for speleothem-based radiocarbon calibration
Alexandra L. Noronha , Kathleen R. Johnson , Chaoyong Hu , Jiaoyang Ruan , John R. Southon , Julie E. Ferguson
中国Heshang洞窟にて採取された鍾乳石の14C・U/Th年代測定から過去10kaのdead carbonの寄与(DCP)の変動を復元し、δ18Oから得られている過去の降水量の記録と比較。完新世中期(5.5–7.1 ka)には気候が湿潤な状態になったことで炭酸塩の溶解がより閉鎖系となっており、DCPは増加していた。逆に8.2kaの乾燥化イベントの際にはDCPは減少していた。

Geochimica et Cosmochimica Acta
A first transect of 236U in the North Atlantic Ocean
N. Casacuberta , M. Christl , J. Lachner , M. Rutgers van der Loeff , P. Masqué , H.-A. Synal
NADWの形成ルートに沿って深層水中の236Uを測定。核実験由来のものが大多数を占めていることから、循環の下流に行くにつれて値が減少。236U/238Uは北大西洋を起源とする水塊のマーカーになるかもしれない(NADWとAAIW/AABWとの区別など)。
※3Lの海水を使用し、AMSで測定する。メソッドの詳細は以下の論文に。
Christl M., Lachner J., Vockenhuber C., Lechtenfeld O., Stimac I., van der Loeff M. R. and Synal H.-A. (2012) A depth profile of uranium-236 in the Atlantic Ocean. Geochim. Cosmochim. Ac. 77, 98–107.

Quaternary Science Reviews
Retreat of the West Antarctic Ice Sheet from the western Amundsen Sea shelf at a pre- or early LGM stage
J.P. Klages , G. Kuhn , C.-D. Hillenbrand , A.G.C. Graham , J.A. Smith , R.D. Larter , K. Gohl , L. Wacker
西南極氷床のHobbs Coast沖の海洋地震波探査からLGMにおける氷床縁辺の安定性や時間変動を議論。もっとも拡大していたのは20.88ka以前であったと考えられ、LGM(23-19 ka)においてもすでに後退が始まっていたことを示唆している。また近傍のサイトでも整合的な結果が得られている。これらの知見は、「西南極氷床の後退(deglaciation)が19kaに同時に始まった」とする仮説に反するものである。

Quaternary Research
A late Holocene paleoenvironmental reconstruction from Agua Caliente, southern Belize, linked to regional climate variability and cultural change at the Maya polity of Uxbenká
Megan K. Walsh , Keith M. Prufer , Brendan J. Culleton , Douglas J. Kennett
カリブ海Belizeのラグーンから得られた堆積物コアから過去3kaの環境変動とマヤ文明との関係性を議論。

Quaternary International
Potential of pollen and non-pollen palynomorph records from Tso Moriri (Trans-Himalaya, NW India) for reconstructing Holocene limnology and human–environmental interactions
Christian Leipe , Dieter Demske , Pavel E. Tarasov , Bernd Wünnemann , Frank Riedel
インド北西部のTso Moriri湖から得られた堆積物コアの花粉分析から過去12kaの環境変動(自然変動+人間の生活の影響)を復元。11.5-4.5kaには淡水の流入量が増加しており、Sutlej川を通じて下流のインダス文明にも大量の水を供給していたと思われる。4.5-1.8kaには淡水の流入量が最低の値を示し(乾燥化)、流れ出しは著しく減少したか、或いは停止していたかもしれない。こうした水循環の変化がインダス文明の盛衰と関連していた可能性がある。

Radiocarbon
Use of 10Be to Predict Atmospheric 14C Variations during the Laschamp Excursion: High Sensitivity to Cosmogenic Isotope Production Calculations
Alexandre Cauquoin, Grant Raisbeck, Jean Jouzel, Didier Paillard
NGRIP-GRIPから得られている10Be記録からLaschamp excursion時(45-38 ka)のΔ14Cを推定。10Beから宇宙線量を推定し、宇宙線量からΔ14Cを推定する。ただし、計算の仕方によって復元されるΔ14Cに大きな食い違いが見られている。

Decadal Variations in Oceanic Properties of the Arabian Sea Water Column since GEOSECS
Ravi Bhushan, Koushik Dutta, Rajesh Agnihotri, R Rengarajan, Satinder Pal Singh
AD1977-1978年にGEOSECSが測定したアラビア海〜インド洋の観測地を1994-1998年に再度訪れ、その間の地球化学的特性(溶存酸素、栄養塩濃度、DIC、Δ14Cなど)の変化を報告。表層400mのSSSに大きな変化が見られ、蒸発-降水のバランスが変化したものと思われる。DICは1,200m深全体で平均して8 μmol/Kg増加していた。表層のΔ14Cは徐々に減少する一方で、亜表層のΔ14Cは徐々に増加していた(核実験由来の14Cの拡散)。

2014年2月25日火曜日

新着論文(EPSL, GCA, QSR)

Earth and Planetary Science Letters
Prolonged monsoon droughts and links to Indo-Pacific warm pool: A Holocene record from Lonar Lake, central India
Sushma Prasad , A. Anoop , N. Riedel , S. Sarkar , P. Menzel , N. Basavaiah , R. Krishnan , D. Fuller , B. Plessen , B. Gaye , U. Röhl , H. Wilkes , D. Sachse , R. Sawant , M.G. Wiesner , M. Stebich
インド中央部のロナール湖(Lonar Lake)から得られた堆積物コアを用いて過去10kaの環境変動を復元。4.3-3.9ka、2.0-0.6kaに大きな干ばつがあった可能性が示唆。西赤道太平洋暖水域の温暖化とハドレー循環への影響が原因?また古代人の移動との関係性も議論。

Biogeography in 231Pa/230Th ratios and a balanced 231Pa budget for the Pacific Ocean
Christopher T. Hayes , Robert F. Anderson , Martin Q. Fleisher , Sascha Serno , Gisela Winckler , Rainer Gersonde
太平洋全域のコアトップの231Pa/230Th比(生物生産や海洋深層循環の指標になる)を報告。東赤道太平洋や北太平洋では生物源オパールフラックスと良い相関が見られ、生物生産が支配的であるが、南太平洋では熱水活動による影響があり複雑化している。

Geochimica et Cosmochimica Acta
Li/Mg Systematics in Scleractinian Corals: Calibration of the Thermometer
Paolo Montagna , Malcolm McCulloch , Eric Douville , Matthias López Correa , Julie Trotter , Riccardo Rodolfo-Metalpa , Delphine Dissard , Christine Ferrier-Pagès , Norbert Frank , André Freiwald , Steve Goldstein , Claudio Mazzoli , Stephanie Reynaud , Andres Rüggeberg , Simone Russo , Marco Taviani
褐虫藻を有する・有さない様々な種のサンゴ(ハマサンゴ・ミドリイシ・深海サンゴetc)の骨格のLi/Mgが良い温度指標となることを報告。温度との間に指数関数的な関係性があり、石灰化プロセスにも大きな影響を受けない。温度の復元精度は「0.9℃」ほどと、Sr/Caと同程度か、より良いかもしれない。

Characterizing oxygen isotope variability and host water relation of modern and subfossil aquatic mosses
Jiayun Zhu , Andreas Lücke , Holger Wissel , Christoph Mayr , Christian Ohlendorf , Bernd Zolitschka
パタゴニアから得られた水コケ(aquatic mosses)のセルロースのδ18Oやコケ由来の有機物のδ18Oが水のδ18Oを反映していることを示唆。

Quaternary Science Reviews
Fish otolith geochemistry, environmental conditions and human occupation at Lake Mungo, Australia
Kelsie Long , Nicola Stern , Ian S. Williams , Les Kinsley , Rachel Wood , Katarina Sporcic , Tegan Smith , Stewart Fallon , Harri Kokkonen , Ian Moffat , Rainer Grün
オーストラリア南東部のウィランドラ湖群地域(世界遺産)で得られた19.4kaの化石耳石のSr/Ca・Ba/Ca・δ18O分析から、魚の回遊や、湖の環境変動を推定。魚が死ぬ前に湖の蒸発が非常に盛んになったこと(高塩分化)、それによって古代アボリジニによる魚の捕獲が容易になったことなどを示唆(easy prey hypothesis)。

2014年1月6日月曜日

新着論文(Elsevier)

Earth and Planetary Science Letters
Lead isotopes in the Eastern Equatorial Pacific record Quaternary migration of the South Westerlies
Sylvain Pichat , Wafa Abouchami , Stephen J.G. Galer
東赤道太平洋で採取された堆積物コア(ODP leg. 849)のダストの鉛同位体を用いて、過去160kaのダストの供給源の変化を復元。南米がその供給源であり続けたが、異なる緯度からの供給量が変動していた。南極アイスコアの記録とも同期して変動していることから、南半球高緯度の偏西風の影響が大きいと思われる。

Geochimica et Cosmochimica Acta
South Pacific dissolved Nd isotope compositions and rare earth element distributions: Water mass mixing versus biogeochemical cycling
Mario Molina-Kescher , Martin Frank , Ed Hathorne
南太平洋の水塊の化学特性はあまり調査されていない。南米からニュージーランドに至る40ºS線に沿って海水を採取し、εNdおよびREEを測定。東赤道太平洋におけるスカベンジングと堆積物からの溶出を起源とするREEが水塊に溶け込んでいる。εNdはAAIW・LCDW・NPDW・NADW(の名残)で異なる値を示し、水塊の良いトレーサーになることが示された。ニュージーランド沿岸部の堆積物と海水の接地面では同位体交換が起きており、εNdにも時空間変動があることが示唆される。

Marine Geology
Back to the Future: The History of Acroporid Corals at the Flower Garden Banks, Gulf of Mexico, USA
William F. Precht , Ken J.P. Deslarzes , Emma Hickerson , George P. Schmahl , Marissa Nuttall , Richard B. Aronson
2006年、メキシコ湾のFlower Garden Banks(水深20〜50m)にて化石のAcropora palmataが発見された。年代決定により完新世最温暖期に栄えていたことが分かった。その後の海水温の低下と海水準上昇に負けて衰退したと考えられる。さらに2007年にはAcropora cervicornisの化石が発見され、こちらは小氷期の寒冷化に負けてその後衰退していた。近年、A. palmataが再び繁殖しつつあり、海水温上昇の影響と考えられる。

Quaternary Science Reviews
Modelling stable water isotopes in monsoon precipitation during the previous interglacial
Jesper Sjolte , Georg Hoffmann
GCMを用いて最終間氷期(Eemian)の熱帯域・モンスーン域の水・同位体循環を復元。インドモンスーン地域におけるδ18Oは主に量的効果(amount effect)に支配されており、一方下流にある東アジアのδ18Oは水蒸気の輸送過程における18Oの降着の影響が大きいことが示された。鍾乳石をはじめとするδ18Oの再解釈が必要であるとともに、過去にITCZが変動した原因をよりよく研究する必要がある。

2013年12月2日月曜日

新着論文(EPSL, GCA, CG, PALAEO3)

Earth and Planetary Science Letters
The Mid-Pliocene sea-level conundrum: Glacial isostasy, eustasy and dynamic topography
A. Rovere , M.E. Raymo , J.X. Mitrovica , P.J. Hearty , M.J. OʼLeary , J.D. Inglis
鮮新世の温暖期の海水準(eustatic sea level)を制約することはまだうまくできていない。モデルを用いて南アフリカ・西オーストラリア・北米南東部の古海水準を推定。変動する地形や氷床アイソスタシー補正(glacial isostatic adjustment)を考慮しているらしい。

Geochimica et Cosmochimica Acta
Both soluble and colloidal iron phases control dissolved iron variability in the tropical North Atlantic Ocean
Jessica N. Fitzsimmons , Edward A. Boyle
ダストや中央海嶺からもたらされる鉄が赤道大西洋の海水の粒子(コロイド)・溶存相にどのようにして分配されるかを調査。

Chemical Geology
Seasonal climate signals (1998–2008) in a modern Soreq Cave stalagmite as revealed by high-resolution geochemical analysis
Ian J. Orland , Yuval Burstyn , Miryam Bar-Matthews , Reinhard Kozdon , Avner Ayalon , Alan Matthews , John W. Valley
イスラエル・Soreq洞窟の鍾乳石のδ18Oや微量元素が高時間解像度の気候復元に使えるかどうかをSIMSとLA-ICPMSを用いて調査。年代モデルは縞とδ18Oの変動で得ており、1990-2008年の記録となっている。滴下水だけでなく、粒子状の物質もまた微量元素(P、Cu、Sr、Na、U)の変動に影響している。また水と溶存物質の起源は2つに大別でき、一つはゆっくりともたらされる地下水、もう一つは比較的早くもたらされる(有機酸やコロイドを多く含む)雨水と考えられる。

Deep-sea limestone block as a source of 14C-depleted dissolved inorganic carbon at the Palau Trench
Tatsuya Tsuboi , Hideki Wada , Toshio Nakamura , Tran Thuy Hang , Hiroyuki Matsuzaki , Naho Otsuji , Kantaro Fujioka , Kazumasa Oguri , Hiroshi Kitazato
パラオ海溝(6,500m深)で得られた炭酸塩ブロック付近の海水の14Cを測定。87/86Srから年代は13-7Maに相当するものと推定されている。そこから炭酸塩ブロックの溶解が起源のDICの量を見積もったところ、底層水の6.7%に相当する量の炭素が溶解していることが分かった。リソクラインよりも深い海域で初めて炭酸塩の溶解が現場で測定された初めての例。

Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
A stalagmite record of abrupt climate change and possible Westerlies-derived atmospheric precipitation during the Penultimate Glacial Maximum in northern China
L. Bruce Railsback , Honglin Xiao , Fuyuan Liang , Pete D. Akers , George A. Brook , William M. Dennis , Thomas E. Lanier , Ming Tan , Hai Cheng , R. Lawrence Edwards
一つ前の氷期の極相期(the Penultimate Glacial Maximum; MIS6)に相当する鍾乳石のδ18O記録から、当時モンスーン性ではない雨が多かった可能性を示唆。偏西風によってもたらされる西からの水蒸気?更新世の氷期の中でもとくに極端な気候であった可能性がある。

Chinese cave records and the East Asia Summer Monsoon
Zhengyu Liu , Xinyu Wen , E.C. Brady , B. Otto-Bliesner , Ge Yu , Huayu Lu , Hai Cheng , Yongjin Wang , Weipeng Zheng , Yihui Ding , R.L. Edwards , Jun Cheng , Wei Liu , Hao Yang
中国南東部の鍾乳石δ18Oから得られた気候記録の解釈は多くの議論を呼んでいる。当初は東アジア夏モンスーンの降水量を反映していると考えられていたが、最近の同位体モデリングからは降水δ18Oと降水量の間には明瞭な関係性は見られていない。
 過去21kaにわたる鍾乳石δ18O記録とモデルを用いて評価。δ18Oは確かにモンスーン性の風の強弱と置き換えることが可能であることを実証。

The Younger Dryas impact hypothesis: a critical review
Annelies van Hoesel , Wim Z. Hoek , Gillian M. Pennock , Martyn R. Drury
ヤンガードリアスの原因が隕石衝突であり、それが北半球の寒冷化・野火の増加・大型動物の絶滅・人口変化に繋がったとする仮説(The Younger Dryas impact hypothesis)を批判的に検証。特にイベントの年代のずれが場合によっては数百年に及ぶことなどを指摘。

A 550 ka record of aeolian activity near North West Cape, Australia: inferences from grain-size distributions and bulk chemistry of SE Indian Ocean deep-sea sediments
Jan-Berend W. Stuut , Felix Temmesfeld , Patrick De Deckker
オーストラリア北西部(インド洋南東部)で得られた堆積物コア中の微量元素(Zr・Fe・Ti・Ca)を用いて過去550kaの風成塵・河川からの元素供給の変動を復元。同緯度(20ºS)のナミビアやチリの記録と違い、氷期に乾燥化、間氷期に湿潤化していた。

Molecular records of continental air temperature and monsoon precipitation variability in East Asia spanning the past 130,000 years
Francien Peterse , Alfredo Martínez-García , Bin Zhou , Christiaan J. Beets , Maarten A. Prins , Hongbo Zheng , Timothy I. Eglinton
中国のMangshanレス平原で得られた古土壌の堆積物中のバクテリアが作る脂質(BrGDGTs; branched glycerol dialkyl glycerol tetraether)を用いて過去130kaの気温と土壌のpHを復元。歳差周期に着目すると降水量の変動が気温の変動に遅れて生じていた。氷期には氷床の発達がおそらく原因となって、日射量変動に対する東アジアモンスーンの応答が変化していた可能性がある。

2013年10月2日水曜日

新着論文(EPSL, Geology)

Earth and Planetary Science Letters
Apparent enhancement of 234Th-based particle export associated with anticyclonic eddies
Kuanbo Zhou , Minhan Dai , Shuh-Ji Kao , Lei Wang , Peng Xiu , Fei Chai , Jiwei Tian , Yang Liu
メソスケールの渦が生物地球化学に与える影響が次第に報告されつつある。高気圧性の海洋渦が、輸送生産を促進していることが南シナ海の観測から示された。234Thを組み込んだモデルからも支持される結果が得られたが、メカニズムは非常に複雑なようである。

Deep Pacific ventilation ages during the last deglaciation: Evaluating the influence of diffusive mixing and source region reservoir age
David C. Lund
 氷期から間氷期にかけての大気中CO2濃度上昇には深層水の換気(ventilation)が重要であったと考えられているが、太平洋深層水の記録からそれを支持する証拠はほとんど得られていない。その一つの原因は深層水の年齢の推定法にあるかもしれない。
 従来のprojection age法から、トレーサーの拡散を考慮したtransit-time equilibration-time distribution(DeVries & Primeau, 2010)法に変えて計算をやり直した。結果はそれほど大きくは変わらず、HS1に1,000年、YDに500年古い深層水の年齢となった。これは南大洋において換気が活発化した(深層水の年齢は若くなるはず)という事実と相反するものである。表層水のリザーバー年代の変化によって見かけ上の深層水の年代が変化している?(浮遊性有孔虫14Cで年代モデルが作られているため)
>関連した論文
An improved method for estimating water-mass ventilation age from radiocarbon data
Tim DeVries, François Primeau
Earth and Planetary Science Letters 295 (2010) 367–378


Geology
1 October 2013; Vol. 41, No. 10

Time scales and modes of reef lagoon infilling in the Maldives and controls on the onset of reef island formation <Open Access>
C.T. Perry, P.S. Kench, S.G. Smithers, H. Yamano, M. O’Leary, and P. Gulliver
モルジブのサンゴ礁(Faro)の成因について。

Globally synchronous Marinoan deglaciation indicated by U-Pb geochronology of the Cottons Breccia, Tasmania, Australia
C.R. Calver, J.L. Crowley, M.T.D. Wingate, D.A.D. Evans, T.D. Raub, and M.D. Schmitz
>関連した記事(Nature Geoscience#September2013 "Research Highlights")
Snowball synchroneity
雪玉の同時性
Geology http://doi.org/ng2 (2013)
タスマニアで採取された岩石のU-Pb年代決定から、Marinoanスノーボールアースの終結のタイミングが南中国やナミビアから示されている年代と一致し、全球的に同時(100万年以内)であったことが示された。

2013年9月15日日曜日

新着論文(JC, EPSL, CG, Radiocarbon)

◎Journal of Climate
Decadal freshening of the Antarctic Bottom Water exported from the Weddell Sea
Jullion, L., A. Naveira Garabato, M. Meredith, P. Holland, P. Courtois, and B. King
人為起源の気候変化に伴い、南極周回流が南極の氷を融解させていると考えられているが、その観測的な証拠はほとんど得られていない。南極半島の東部において、南極底層水(AABW)がより低塩分化していることが確認された。

If anthropogenic CO2 emissions cease, will atmospheric CO2 concentration continue to increase?
MacDougall, A., M. Eby, and A. Weaver
急激にCO2排出がゼロになったら何が起きるかを、最近永久凍土の炭素も組み込まれた地球システムモデル(UVic ESCM)を用いて評価。CO2排出が止まっても、CO2以外の温室効果ガスによる放射強制力、陸上生物圏からのCO2排出、海洋のCO2吸収が釣り合って、大気中のCO2濃度が少なくとも100年間は一定となることが示された。CO2以外の温室効果ガスによる放射強制力が大きい場合には、大気中のCO2濃度は増え続けることから、これらのガスの削減なしには永久凍土の正のフィードバックによって温暖化が進行し続けると思われる。

Drake Passage oceanic pCO2: Evaluating CMIP5 Coupled Carbon/Climate Models using in-situ observations
Jiang, C., S. Gille, J. Sprintall, and C. Sweeney
ドレーク海峡において観測されているpCO2変動がCMIP5の地球システムモデルで再現できているかどうかを評価。年平均はうまく再現できているが、季節変動の幅は大きく異なった。


◎Earth and Planetary Science Letters
Reconciling discrepancies between Uk37 and Mg/Ca reconstructions of Holocene marine temperature variability
Thomas Laepple , Peter Huybers
堆積物コアを用いた古水温復元で多用される円石藻アルケノンと浮遊性有孔虫Mg/Caの食い違いは、それぞれの生物種の生息環境を反映しているというよりは、プロキシ特有のものである可能性がある。補正の方法を提案。

The influence of kinetics on the oxygen isotope composition of calcium carbonate
James M. Watkins , Laura C. Nielsen , Frederick J. Ryerson , Donald J. DePaolo
炭酸塩のδ18Oは水のδ18Oと必ずしも平衡にない。無機カルサイト沈殿実験から、炭酸脱水酵素(CA)のもとでは各炭酸系構成イオン間の同位体非平衡が抑制されることが示された。天然状態ではこうした非平衡は稀であると思われる。

Cosmogenic nuclide enhancement via deposition from long-period comets as a test of the Younger Dryas impact hypothesis
Andrew C. Overholt , Adrian L. Melott
地球への隕石の飛来量の増加が、大気上層における銀河線フラックスと宇宙線生成核種(14C・10Be・26Al)の生成量を増加させる可能性がある。またその量はアイスコアなどから得られているYDにおける14Cや10Beの増加を説明できるかもしれず、YDが隕石衝突によって起きたとする説を検証できるかもしれない。

Glacial deep ocean sequestration of CO2 driven by the eastern equatorial Pacific biologic pump
Whitney Doss , Thomas M. Marchitto
パナマ海盆から得られた堆積物コア中の底性有孔虫(Cibicidoides wuellerstorfi)のB/Caを用いて過去50kaの東赤道太平洋の底層水(2.2 - 3.6 km)のカルサイト飽和状態を推定。完新世と比較して氷期にはΩが低下しており、鉄やシリカの濃度が変化したことによって、より生物ポンプが活発化していた可能性がある。またδ13Cも軽い値を示し、解釈を支持している。しかし、期待に反して、Globorotalia menardii殻の破砕度は逆に氷期に増加しており、底層水の化学と生物遺骸埋没フラックスの関係が単純でないことを物語っている。

The influence of water mass mixing on the dissolved Si isotope composition in the Eastern Equatorial Pacific
Patricia Grasse , Claudia Ehlert , Martin Frank
世界でも有数の酸素極小層(OMZ)が発達する海域である、東赤道太平洋〜ペルー沿岸部の水柱のケイ素の同位体(δ30Si)を測定。最も南の観測点でδ30Siが最小となり、また濃度も0.2μmol/Kgと小さいことから、生物によって活発に利用されていることを反映していると思われる。中層水のδ30Siは水塊混合・生物源オパールの溶解などによって複雑な挙動を示す。深層水のδ30Siは複数の端成分(NPDWやLCDWなど)の混合で説明できそう。


◎Chemical Geology
Structural limitations in deriving accurate U-series ages from calcitic cold-water corals contrasts with robust coral radiocarbon and Mg/Ca systematics
Marcus Gutjahr, Derek Vance, Dirk L. Hoffmann, Claus-Dieter Hillenbrand, Gavin L. Foster, James W.B. Rae, Gerhard Kuhn
南極Amundsen海から採取された深海サンゴ(Coralliidae spp.、カルサイトの骨格)のLi/Ca・B/Ca・Mg/Ca・Sr/Ca・Ba/CaをLA-ICPMSで測定。Mg/Caは水温計として使えるかもしれない。
また14CやU/Th年代なども併せて測定。14C年代は海水のΔ14Cを反映しているものの、U/Th年代はばらつきが大きく解釈が難しい。αリコイルによってサンゴ骨格内での拡散が起き、閉鎖系が保たれていないことが原因と思われる。従って、カルサイトの骨格を作る深海サンゴはU/Th年代には適さないと思われる。

Interlaboratory comparison of boron isotope analyses of boric acid, seawater and marine CaCO3 by MC-ICPMS and NTIMS
Gavin L. Foster , Bärbel Hönisch , Guillaume Paris , Gary S. Dwyer , James W.B. Rae , Tim Elliott , Jérôme Gaillardet , N. Gary Hemming , Pascale Louvat , Avner Vengosh
4つの異なる研究機関による様々な炭酸塩・海水試料に対するδ11Bの測定値を比較(N-TIMSとMC-ICPMS)。マトリックスがない綺麗な標準試料や海水については、報告されている誤差を大きく外れたような差異は認められなかった。一方でマトリックスの大きい炭酸塩試料については1.46‰(2σ)もの差異が確認され、サンプルサイズとB/Ca比の違いが原因かもしれない。従って、δ11Bの絶対値よりも、相対比のほうが信頼度が大きいと思われる。

Seasonal variability of rainfall recorded in growth bands of the Giant African Land Snail Lissachatina fulica (Bowdich) from India
Ravi Rangarajan , Prosenjit Ghosh , Fred Naggs
インドにおいて得られたカタツムリ(Giant African Land Snail)の殻δ18Oが降水量の指標になるかを検証。週〜月レベルで降水量を反映している可能性があり、観測のギャップを埋めることが可能かもしれない。

High resolution coral Cd measurements using LA-ICP-MS and ID-ICP-MS: Calibration and interpretation
Andréa G. Grottoli , Kathryn A. Matthews , James E. Palardy , William F. McDonough
パナマ湾で採取されたPorites lobataPavona giganteaPavona clavusの3種のサンゴのCdをLA-ICPMSで測定し、湧昇の指標になるかどうかを評価。同位体希釈法のデータと比較したところ、希釈法はCdを低く見積もっていたことが示された。LA-ICPMSの測定値の変動は大きいが、平均値は概ね海水の値を反映していると思われる。
P. clavusについては、湧昇のピークと骨格中のCdのピークには1ヶ月のラグがあり、おそらくCdは生体によって速やかに取り込まれるため、それが抑えられた時に海水のCd濃度が上昇するのかもしれない。P. clavusのCdは海水のCd変動の良い指標になりそうであるが、少なくとも3つのコロニーについて、最低3測線は測定する必要がありそう。

◎Radiocarbon
The Ocean Bomb Radiocarbon Inventory Revisited
Anne Mouchet
海洋の核実験由来14Cの取り込み量は観測とモデルとで大きく食い違っており、その理由はCO2のピストン速度の再現にあるかもしれない。

SHCal13 Southern Hemisphere Calibration, 0–50,000 Years cal BP
Alan G Hogg, Quan Hua, Paul G Blackwell, Mu Niu, Caitlin E Buck, Thomas P Guilderson, Timothy J Heaton, Jonathan G Palmer, Paula J Reimer, Ron W Reimer, Christian S M Turney, Susan R H Zimmerman
南半球の放射性炭素較正曲線(SHCAL)にYDのHuon Pineのデータを追加し、SHCAL13として公表。北半球と南半球の14C年代の違いは「43 ± 23年」と推定される。

2013年7月1日月曜日

新着論文(GRL, JGR, EPSL)

GRL
Strengthening of ocean heat uptake efficiency associated with the recent climate hiatus
Masahiro Watanabe, Youichi Kamae, Masakazu Yoshimori, Akira Oka, Makiko Sato, Masayoshi Ishii, Takashi Mochizuki, Masahide Kimoto
近年温暖化の進行速度は低下している。GCMを用いてそのハイエタスの原因を調べたところ、海洋の熱吸収が原因であることが示された。海洋の熱吸収効率(κ)が低下していることが分かり、それがモデルが地表温度の上昇を高く見積もっていることの原因であることも分かった。じきにハイエタスが終了し、温暖化に向かうと予測される。

When will the summer Arctic be nearly sea ice free?
James E. Overland, Muyin Wang
過去7年間に失われた北極海の海氷の量は1979-2000年平均の49%に相当するもので、数年前になされたモデル予測を凌ぐものである(モデル予測では2070年に夏の海氷が消失するとされていた)。見直された予測からは、2020年以前〜2040年以降と手法ごとに異なる結果が得られている。少なくともCMIP5の予測はあまりに保守的な予測結果となっている。

Shipping contributes to ocean acidification
Ida-Maja Hassellöv, David R. Turner, Axel Lauer, James J. Corbett
船が通ることによる、SOxやNOxを起源とするローカルな海洋酸性化を評価したところ、航行が激しい海域においては、CO2によって引き起こされるのと同じ規模のものが生じる可能性が示唆される。

Recent snowfall anomalies in Dronning Maud Land, East Antarctica, in a historical and future climate perspective
Jan T. M. Lenaerts, Erik van Meijgaard, Michiel R. van den Broeke, Stefan R. M. Ligtenberg, Martin Horwath, Elisabeth Isaksson
東南極への降雪量の増加は海水準上昇を打ち消す働きがある。近年、東南極Dronning Maud Landにおいて降雪量が大きく変化していることが報告されている。大気モデル・アイスコア・重力観測記録から、人国衛星観測が始まった1979年以来、類を見ない変動であることが示された。かなり前の時代には見られるものの、少なくとも過去60年間では起きていないものであるという。モデル予測からは21世紀を通してますます増加すると予想された。

Impact of CO2 fertilization on maximum foliage cover across the globe's warm, arid environments
Randall J. Donohue, Michael L. Roderick, Tim R. McVicar, Graham D. Farquhar
CO2濃度上昇による植物の光合成に対する施肥効果が予想されており、それは人工衛星観測から分かっている緑化の増加と整合的である。ガス交換理論から、2082-2010年の大気中CO2濃度上昇が14%の温暖で乾燥した地域の緑化に繋がったことが示された。人為起源の炭素循環への擾乱と同時並行して施肥が進行していると考えられる。

Rapid ice melting drives Earth's pole to the east
J. L. Chen, C. R. Wilson, J. C. Ries, B. D. Tapley
宇宙からの測地学的な観測から、極の位置が東へと動き始めていることが示されている。GRACEによる観測は、その90%は極の氷床や山岳氷河の融解が海水準上昇を招いていることによって説明できることを示している。従って、極の移動をより精度良く測定することによって、全球スケールの氷の融解と海水準上昇を調べる別のツールができると期待される。

JGR-o
Entrainment-driven modulation of Southern Ocean mixed layer properties and sea ice variability in CMIP5 models
Sally E. Close, Hugues Goosse
RCP4.5シナリオに基づいた将来予測結果(CMIP5)を分析し、南大洋表層の水循環構造に与える影響が評価された。表層への淡水フラックスが上昇することで、成層化が強化されることが予想される。海洋の熱は大気の温暖化と温度躍層下部からの熱供給によって、塩分は温度躍層下部からの対流entrainmentによって支配されると考えられる。海氷の変動には熱供給がもっとも重要であると思われる。

Examining the global record of interannual variability in stratification and marine productivity in the low-latitude and mid-latitude ocean
Apurva C. Dave, M. Susan Lozier
温暖化によって、海洋の成層化が強化されることで下層からの栄養塩供給が抑えられ、海洋一次生産は低下すると予想されている。塩分とクロロフィル濃度の全球観測記録から、亜熱帯域では明瞭な関係は見られず、一方で赤道太平洋では負の相関が確認された。長期的な傾向は表層よりも亜表層の温暖化が早く進行していることを示しており、そのために成層化は逆に減少している。従って、これらの結果から、単に温暖化が成層化を強化するという推察は誤っているということになる。

Variability and trends of ocean acidification in the Southern California Current System: A timeseries from Santa Monica Bay
A. Leinweber, N. Gruber
Santa Monica Bayにおける6年間の2週間ごとの観測記録から、カリフォルニア海流系の南部における海洋酸性化の傾向を評価。上層20mの平均値は亜熱帯循環のpHやΩargの変化とほぼ同程度であるものの、ローカルな湧昇や渦の変動によって、時間変動は5倍は大きいことが示された。不飽和面は平均して130深にあるが、時折30m深まで上昇している。酸性化の進行速度は大気中のCO2濃度上昇速度から期待されるものとほぼ合っている。季節変動を除外した変動の50%はENSOによるものだと考えられる。

EPSL
Recent changes in the flow of the Ross Ice Shelf, West Antarctica
Christina L. Hulbe, Ted A. Scambos, Choon-Ki Lee, Jennifer Bohlander, Terry Haran
Ross棚氷の流動速度と中解像度の画像記録(MODIS)から、過去30年間に広い範囲で速度が減少していること、一部で加速していることが示された。ICESatのレーザー観測記録から氷の厚さを求め、さらにメカニズムを調査したところ、過去1,000年間の自然変動と、近年のフォーシングの両方が組み合わさっていることが示された。

Seasonal Mg/Ca variability of N. pachyderma (s) and G. bulloides: Implications for seawater temperature reconstruction
Lukas Jonkers , Patricia Jiménez-Amat , P. Graham Mortyn , Geert-Jan A. Brummer
北大西洋でなされたセジメント・トラップの記録をもとに、N. pacyderma (s)とG. bulloidesのMg/Ca・δ18Oの季節変動を評価。δ18OはSSTの季節変動によって主に変動していたが、一方でMg/Caは2種間で大きく異なる値を示し、季節変動は明瞭には確認されなかった。Mg/Caの季節性が見られない理由はまだはっきりとは分からないが(生息深度でもない)、何らかの生体効果が働いていると思われる。高緯度域のSST復元は注意する必要がある。

2013年6月24日月曜日

新着論文(BG, EPSL, QSR)

Biogeosciences
Analysis of a 39-year continuous atmospheric CO2 record from Baring Head, New Zealand
B. B. Stephens, G. W. Brailsford, A. J. Gomez, K. Riedel, S. E. Mikaloff Fletcher, S. Nichol, and M. Manning
ニュージーランドのBaring Headで測定されている39年間の長期大気CO2観測記録を用いて、その変動要因を考察。ENSOの変動周期と同期した年々変動が確認された。東西方向の風が強化された結果、南大洋のCO2吸収効率が減少していることが報告されているものの、南半球の中緯度と高緯度の大気CO2濃度の差からは変動が小さすぎて検出できなかった。

A new conceptual model of coral biomineralisation: hypoxia as the physiological driver of skeletal extension
S. Wooldridge
サンゴの骨格成長を決定するのは夜間の貧酸素状態であるという新たな石灰化モデルを提唱。またGBRのハマサンゴの成長速度が1900年代に入って急速に減少していることを新たなモデルを用いて説明。

EPSL
Glacial freshwater discharge events recorded by authigenic neodymium isotopes in sediments from the Mendeleev Ridge, western Arctic Ocean
Kwangchul Jang , Yeongcheol Han , Youngsook Huh , Seung-Il Nam , Ruediger Stein , Andreas Mackensen , Jens Matthiessen
北極海西部のMendeleev Ridgeで採取された堆積物コアの過去75ka分のεNdを測定。Polar Deep Water (PDW)の指標として使え、特にBarents–Kara氷床・ローレンタイド氷床などからの淡水供給の推定に使える。北極海への淡水供給量は大きく変動したが、NADWの形成に影響するほどではなかったと思われる。

Was the Antarctic glaciation delayed by a high degassing rate during the early Cenozoic?
Vincent Lefebvre, Yannick Donnadieu, Yves Goddéris, Frédéric Fluteau, Lucie Hubert-Théou
 Eocene/Oligocene境界において南極に氷床が発達し始めた。またその際の全球の寒冷化は南大洋海路が開いたことと、同時に大気中CO2濃度が低下したことがその原因と考えられている。しかし、そうしたCO2減少に至ったメカニズムについては特によく分かっておらず、議論が活発になされている。
 結合された気候-炭素循環モデル(GEOCLIM)を用いて、メカニズムを考察。CO2低下に必要だったのは、大陸移動によってITCZの影響下に北アフリカ・南米北部が移動したこと、さらにはEoceneの間にインドア大陸のDeccan玄武岩が風化したこと、OligoceneにEthipian Trapが風化したことによってCO2が吸収されたことと考えられる。またEoceneにおいて南極が氷河化しないようにするためには地球内部からのCO2脱ガスは50%高くなっていなければならなかったと考えられる。E/O境界のCO2濃度低下にはケイ質岩の風化よりもむしろ火山からの脱ガス量が減少したことが効いていたのではないかと思われる。さらに、その後さらにインド亜大陸・アフリカ大陸が移動したことで岩石化学風化が減少し、Mioceneの温暖期(大気中CO2濃度も上昇)が生じたのではないかと考えられる。そしてその後チベット高原の隆起とインド・アジアモンスーンの強化によって岩石風化がさらに促進し、現在のような新生代後期の寒冷気候に至ったと考えられる。

Australasian monsoon response to Dansgaard–Oeschger event 21 and teleconnections to higher latitudes
Michael L. Griffiths, Russell N. Drysdale, Michael K. Gagan, John C. Hellstrom, Isabelle Couchoud, Linda K. Ayliffe, Hubert B. Vonhof, Wahyoe S. Hantoro
氷期のD/Oイベントは主に北半球で見られる急激な気候変動イベントであるが、その際のWPWPやオーストラリア・モンスーンの変動についてはよく分かっていない。インドネシア南部のLiang Luar洞窟から得られた複数の鍾乳石のδ18O・δ13Cおよび流体包有物からD/O21(MIS5の後半)の小温暖期における気候変動を復元。東アジアのモンスーンが強化している一方で、インドネシアの降水量は低下しており、ITCZが北へ移動したと考えられる。さらにその際に気温も2~3℃上昇しており、土壌におけるメタン生成が増加したことが鍾乳石のδ13Cに記録されていると思われる。メタン濃度とCO2濃度の増加は温室効果によって全球の温暖化に寄与したと思われる。

The magnitude, timing and abruptness of changes in North African dust deposition over the last 20,000yr
D. McGee , P.B. deMenocal , G. Winckler , J.B.W. Stuut , L.I. Bradtmiller
北アフリカにおける砂漠起源のダストフラックスは気候にも大きな影響を与えており、過去においても重要であったと思われるが、それを定量的に復元できる高時間解像度の記録は限られている。アフリカ大陸の北西部の海岸に沿って(31ºN〜19ºN)堆積物を採取。粒径と230Thを用いて規格化したダスト・フラックスを組み合わせることで、過去20kaのダスト沈降を復元。HS1とYDにおいてはダスト・フラックスが急増しており、またアフリカの湿潤期(African Humid Period; AHP; ∼11.7–5 ka)には激減していることが分かった。今後のモデル研究に重要なデータとなると期待される。

QSR
Modelling past sea ice changes
H. Goosse , D.M. Roche , A. Mairesse , M. Berger
モデル内の海氷の再現の問題に関するレビュー。特にLGMの南大洋の海氷、完新世初期の北極海の夏の海氷範囲においてモデル間の大きな食い違いが見られるらしい。

Changes in silicate utilisation and upwelling intensity off Peru since the Last Glacial Maximum e insights from silicon and neodymium isotopes
C. Ehlert, P. Grasse, M. Frank
ペルー沖で採取された堆積物コアのεNdとδ30Siから過去20kaのケイ酸塩利用・水塊混合・湧昇の強度を復元。εNdの南北の傾きはローカルな風化による供給源を反映していると思われる。コーティングεNdは過去20kaでほとんど変化せず。一方で砕屑岩εNdは変動が見られ、堆積物の起源や輸送の変化を反映していると思われる。δ30Siの変動は湧昇の強さに変化があり、珪藻によるケイ酸利用が変化していたことを物語っている。特に過去5kaにENSOが強化している。

Role of sea ice in global biogeochemical cycles: emerging views and challenges
Martin Vancoppenolle , Klaus M. Meiners , Christine Michel , Laurent Bopp , Frédéric Brabant , Gauthier Carnat , Bruno Delille , Delphine Lannuzel , Gurvan Madec , Sébastien Moreau , Jean-Louis Tison , Pier van der Merwe
海氷域の生物地球化学循環のレビュー。近年「海氷のbrine(高塩分海水)にも生物が棲息し生物活動を行っていること」「海氷が海への鉄の供給を担っていること」「海氷を介しても大気海洋でCO2が交換されていること」が報告されるなど、大きなパラダイム・シフトが生じている。近年北極域は急速に変化しており、地球システムモデル研究や古気候学研究の重要性は増している。

2013年6月23日日曜日

新着論文(GRL, GPC, GBC, EPSL, DSR1, JC)

GRL
A new constraint on global air-sea CO2 fluxes using bottle carbon data
Tristan P. Sasse, Ben I. McNeil, Gab Abramowitz
WOCEとCLIVARが集めた海洋の混合層のボトル海水のpCO2データ17,800点を用いて、各海域の大気海洋間のCO2フラックスを推定。南半球は北半球に比べて5倍ものCO2を吸収していることが分かった。海洋のCO2の吸収量は1.55 ± 0.32 PgC/yrと推定される。

Aragonite Saturation State Dynamics in a Coastal Upwelling Zone
Katherine E. Harris, Michael D. DeGrandpre, Burke Hales
沿岸湧昇域は湧昇する低いΩを持った海水の影響もあわさって、海洋酸性化の影響を特に受ける海域である。Oregon大陸棚に設置された自動観測器によって得られた2007〜20011年にかけてのpH、pCO2データを解析。表層水のΩargは0.66〜3.9まで変動していた。春や秋には生物活動もあわさってΩargは1.0〜4.0と変動。春には淡水流入の影響でΩargはさらに低下した。冬はわりと単純に水塊の混合だけで説明されると思われる。

Recent warming at Summit, Greenland: Global context and implications
Daniel McGrath, William Colgan, Nicolas Bayou, Atsuhiro Muto, Konrad Steffen
グリーンランド頂上部の気温は1982-2011年にかけて年間0.09 ± 0.01 ℃で上昇しており、世界平均の6倍の速度である。平衡線の高度(elevation of the equilibrium line)と乾燥雪線(dry snow line)はそれぞれ44、35 m/yrで上昇した。2025年までに50%の確率で乾燥雪線が水が染み出る地帯(percolation facies)へと変化すると予想される。

Abyssal connections of Antarctic Bottom Water in a Southern Ocean State Estimate
Erik Sebille, Paul Spence, Matthew R. Mazloff, Matthew H. England, Stephen R. Rintoul, Oleg A. Saenko
南極底層水(AABW)は南極周辺の限られた海域で生成されるが、それぞれに異なった温度塩分を持つ。AABWはその後亜熱帯域の海底へと広がってゆくが、それぞれのAABWが31ºSに達する前に合併すると考えられる。その際にAABWの70%は南極を少なくとも一周することから、南極周回流が重要な役割を持っていると思われる。従ってその十年〜百年規模の変動はAABWの輸送に大きく影響すると思われる。

Sensitivity of the oceanic carbon reservoir to tropical surface wind stress variations
N. N. Ridder, K. J. Meissner, M. H. England
熱帯域のウォーカー循環が海洋炭素循環に与える影響をモデルシミュレーションから評価。貿易風を10%、20%、30%増加/弱化させたところ、赤道偏東風が強いときには全球の海洋の炭素吸収量が減少した。逆に貿易風が弱いときには吸収量は増加した。非線形関係には生物ポンプの変化が重要な役割を負っている。

Rapid loss of firn pore space accelerates 21st century Greenland mass loss
J. H. van Angelen, J. T. M. Lenaerts, M. R. van den Broeke, X. Fettweis, E. Meijgaard
南極氷床における近年の質量損失の大半は氷河流出量の増大が担っている。一方でグリーンランド氷床のそれの55%は表面融解が担っていると思われる。しかし表面で融解した水の40%は再び凝結すると考えられている。モデルシミュレーションから、RCP4.5シナリオの下では、21世紀末にはフィルンの間隙が減少することで、再凝結の緩衝作用が減少することが示された。その結果、グリーンランド氷床の融解量が増大し、21世紀末における海水準上昇への寄与は現在の4倍になると推定される(年間1.7 ± 0.5 mm)。

GPC
Has the Northern Hemisphere been warming or cooling during the boreal winter of the last few decades?
Juan C. Jiménez-Muñoz, José A. Sobrino, Cristian Mattar
IPCCの報告書によると北半球の冬の気温は上昇していると言われるが、実際には広い範囲でここ最近の寒冷化が報告されたりもしている。いくつかのデータセットを用いて過去30年間北半球の冬の温度変化を再評価したところ、ほぼ平衡〜弱い温暖化の傾向が見られた。グリーンランドだけは例外的に広範囲で有為な温暖化が確認された。

GBC
Winners and losers: Ecological and biogeochemical changes in a warming ocean
S. Dutkiewicz, J. R. Scott, M. J. Follows
生態系モデルと地球システムモデルを組み合わせて、将来の温暖化が光合成植物プランクトンコミュニティーに与える影響を評価。直接効果(温度変化が代謝に与える影響)と間接効果(微量栄養塩の供給・光環境の変化)のバランスによって決まると思われる。全球平均的には釣り合っているものの、地域的には複雑に両者の強弱が生物生産を制御している。植物プランクトンの中でも勝者と敗者が生まれると思われる。温暖化した世界で何が起きるかの中で最も確実な予測は、植物プランクトンの組成の変化が起きるということである。

EPSL
The “MIS 11 paradox” and ocean circulation: Role of millennial scale events
Natalia Vázquez Riveiros, Claire Waelbroeck, Luke Skinner, Jean-Claude Duplessy, Jerry F. McManus, Evgenia S. Kandiano, Henning A. Bauch
氷期から間氷期へと移行するターミネーション(ⅠとⅤに着目)の際の氷床の最後の挙動を北・南大西洋の堆積物コア中のIRDから復元。ターミネーションⅤ(MIS11への移行期)には最終退氷期のHS1よりも強く・長く続くハインリッヒ・イベントがあり、さらにバイポーラー・シーソーも確認された。大きなハインリッヒ・イベントはより多くの氷床崩壊によって、より長い継続期間はAMOCがより長く停滞していたことが原因と思われる。その後のAMOCのオーバーシュートがMIS11が現在の間氷期よりも温暖であったことの説明になるかもしれない。

Riverine silicon isotope variations in glaciated basaltic terrains: Implications for the Si delivery to the ocean over glacial–interglacial intervals
S. Opfergelt, K.W. Burton, P.A.E. Pogge von Strandmann, S.R. Gislason, A.N. Halliday
海洋一次生産は主に珪藻が担っており、それは河川からのケイ素の供給量によってコントロールされている。河川水のδ30Si測定から、玄武岩の集水域を流れる河川と直接氷河から海へと流れ込む河川とでSiの量とδ30Siの値が異なることが示された。南大洋の堆積物コアのδ30Siを再評価してみたところ、もし氷期-間氷期スケールで海水のδ30Siが変化していたとすると、少なからず影響していたと思われる。δ30Siからより厳密なケイ酸の利用効率の復元を行う際には考慮すべきである。

DSR1
From circumpolar deep water to the glacial meltwater plume on the eastern Amundsen Shelf
Y. Nakayama, M. Schröder, H.H. Hellmer
Pine Island棚氷からの淡水フラックスは1990年代以降増加しており、氷床力学・海水準・周辺の水塊特性に影響している。融解の原因は下から暖かい水(CDW)が谷底を通って貫入していることと考えられている。2010年の航海データをもとに、CDWが貫入する経路・棚氷の融解量・融水のその後を調査した。2010年の融解量は30mと推定され、先行研究の報告値とも整合的である。2000年の記録と比較すると、CDWがより暖かく、より厚くなっており、より貫入が強化されていると思われる。

Journal of Climate
Twentieth-Century Oceanic Carbon Uptake and Storage in CESM1(BGC)
Matthew C. Long, Keith Lindsay, Synte Peacock, J. Keith Moore, Scott C. Doney
地球システムモデル(CESM1)を用いて海洋のCO2フラックスをシミュレーションしたところ、観測との非常に良い対応が確認された。しかし南大洋のものは大きな食い違いが見られ、特に亜南極帯と海氷帯で顕著だった。人為起源CO2の取り込みは南半球における水塊形成に大きく支配されているが、それがモデルでうまく再現できていないことでCantとCFCの大きなバイアスが特に中層水で生まれている。

2013年6月22日土曜日

新着論文(QSR, EPSL, GRL, PO)

◎QSR
North Atlantic forcing of millennial-scale Indo-Australian monsoon dynamics during the Last Glacial period
Rhawn F. Denniston, Karl-Heinz Wyrwoll, Yemane Asmerom, Victor J. Polyak, William F. Humphreys, John Cugley, David Woods, Zachary LaPointe, Julian Peota, Elizabeth Greaves
インド・オーストラリア・モンスーン変動は両半球とローカルな海の両方によって駆動されている。特にハインリッヒ・イベントの際のITCZの南北移動に注目が寄せられている。オーストラリア北部に位置するBall Gown洞窟の鍾乳石から、40-31ka、27-8kaのITCZの挙動を復元。北半球の変動とは逆位相で降水量が変動していた。

A composite pollen-based stratotype for inter-regional evaluation of climatic events in New Zealand over the past 30,000 years (NZ-INTIMATE project)
David J.A. Barrell, Peter C. Almond, Marcus J. Vandergoes, David J. Lowe, Rewi M. Newnham, INTIMATE members
過去30kaのニュージーランドの陸上古環境記録(主に花粉)のレビュー。

Seasonality of UK′37 temperature estimates as inferred from sediment trap data
Antoni Rosell-Melé , Fredrick G. Prahl
アルケノン古水温計がどの季節を反映するかという問題はプロキシの誕生当時から議論されてきた。34カ所のセジメント・トラップ記録から、アルケノンの生産量が極大となる季節は各海域で異なり、緯度や光だけでなく、ローカルな海洋環境が大きく影響していることが分かった。すべてのデータを年平均SSTと比較するとよい相関が見られることから、いくつかの例外を除いては、アルケノン古水温計が使えることが示された。

◎EPSL
Opening the gateways for diatoms primes Earth for Antarctic glaciation    
Katherine E. Egan, Rosalind E.M. Rickaby, Katharine R. Hendry, Alex N. Halliday
始新世・漸新世境界における急激な南極の氷河化はpCO2の減少との関連性が示唆されているものの、そのメカニズムはよく分かっていない。一つの仮説は、珪藻の生物生産が増加したことによって生物ポンプが強化され、炭素が堆積物として固定されたことである。南大洋・大西洋セクターの堆積物コア(ODP1090)のδ30Siを測定したところ、始新世後期からδ30Siが減少し始め、珪藻によるケイ酸利用効率に変化が生じたことが示唆される。また、31.5Maころに中層水のケイ酸濃度は極大を示した。これらの観測事実から、南極周回流の速度上昇(spin-up)が表層・深層循環に影響し、珪藻の増加を招いたものと考えられる。もしかすると南極の氷河化を招くのに必要なpCO2の減少がこのメカニズムで説明できるかもしれない。

Recognition of Early Eocene global carbon isotope excursions using lipids of marine Thaumarchaeota
Petra L. Schoon , Claus Heilmann-Clausen , Bo Pagh Schultz , Appy Sluijs , Jaap S. Sinninghe Damsté , Stefan Schouten
PETMとETM2においては急激な温暖化と海洋底の炭酸塩の溶解が起きており、δ13Cの負のエクスカージョンで特徴付けられる。そうしたδ13Cの変動は炭素循環を制約する上で重要であるが、指標によってその変動幅が異なるという問題がある。北海と北極海から得られた堆積物コア中のGDGT(タウムアーキオータ; Thaumarchaeotaがつくる脂質)のδ13Cを測定した。ETM2の場合、炭酸塩δ13Cに比べて低い値を示したことから、表層水と亜表層水の13Cに欠乏した海水との混合の影響が見られる。PETMの値はそれぞれ一致した。従って、GDGTがDICのδ13Cの制約に使える可能性がある。

◎GRL
North Atlantic circulation and reservoir age changes over the past 41,000 years
Joseph V. Stern, Lorraine E. Lisiecki
北大西洋から得られたさまざまな堆積物コアの底性有孔虫δ18Oを繋いで年代モデルを作成し、それとは別に得られている浮遊性有孔虫Δ14Cを用いて海洋表層のリザーバー年代の過去41kaの推移を推定。現在は400年程度であるが、HS1の初期には1000年を超すほど古くなっており、原因としてはAMOCの変動が考えられる。HS1を招いたと思われる北大西洋高緯度域への淡水注入によって、IRDのピークの直後にリザーバー年代も急激に減少するが、これは淡水が招いた成層化によって気体交換が活発化したことが原因と考えられる。

Nutrient variability in Subantarctic Mode Waters forced by the Southern Annular Mode and ENSO
Jennifer M. Ayers, Peter G. Strutton
WOCE/CLIVARのデータを用いて最近のSAMWの栄養塩濃度変動の要因を評価したところ、Southern Annular Mode (SAM)と子午面循環の強化に伴う風応力カール・アノマリとの良い相関が見られた。子午面循環の強化は高緯度域の栄養塩の湧昇を強化し、エクマン輸送によってより低緯度側に輸送され、より高濃度の栄養塩がSAMWに取り込まれたと考えられる。SAMWの栄養塩変動が最大で5-12%ほど低緯度域の年間export productionを変化させていると考えられる。

The intensity, duration, and severity of low aragonite saturation state events on the California continental shelf
C. Hauri, N. Gruber, A. M. P. McDonnell, M. Vogt
カリフォルニアの大陸棚における海洋酸性化の規模・継続期間などが2050年までにどのように変化するかを、SRES A2シナリオに基づいてモデル予測したところ、1750年と比較して、アラゴナイト不飽和イベントの数と継続期間が4倍になることが予想された。変化量という意味においては来る20-40年間に大きいと思われる。2030年には大陸棚の底層水の不飽和が定常状態になると思われる。大気中CO2濃度が500ppmを超すようなシナリオでは、不飽和は永続的になると思われる。不飽和が石灰化生物に多大な影響を与え、生態系の構造を根本から変えると予想される。

◎Paleoceanography
Southwest Pacific Ocean response to a warming world: using Mg/Ca, Zn/Ca and Mn/Ca in foraminifera to track surface ocean water masses during the last deglaciation
Julene P. Marr, Lionel Carter, Helen C. Bostock, Annette Bolton, Euan Smith
太平洋南西部(ニュージーランド周辺)から得られた堆積物コア中のGlobigerinoides bulloidesGlobigerina ruberのMg/Ca, Zn/Ca, Mn/Ca, Ba/Caを測定。コアトップ試料を用いてプロキシを構築し、さらにそれを用いて最終退氷期における水塊移動を推定。Zn/CaやMn/Caは亜寒帯水塊・亜熱帯水塊を見分ける指標になる可能性がある。またそれぞれの種間でMg/CaとZn/Caが異なる値を示すのは、水塊の鉛直方向の熱構造と栄養塩の成層化を示していると思われる。氷期には6-7℃、SSTが低く、成層化は最小となっていた。成層化が崩壊するのはACRのときであった。

Evidence of silicic acid leakage to the tropical Atlantic via Antarctic intermediate water during marine isotope stage
James D. Griffiths, Stephen Barker, Katharine R. Hendry, David J. R. Thornalley, Tina van de Flierdt, Ian R. Hall, Robert F. Anderson
AAIWやSAMWは南大洋から低緯度域にケイ酸を輸送しているため、低緯度域の珪藻の生物生産をコントロールしていると思われる。赤道大西洋西部で得られた堆積物コアのεNdとδ30Si分析から、MIS4(60-70ka)にSilicic Acid Leakage Hypothesisを示唆する証拠が得られた。北西大西洋や赤道大西洋東部でも珪藻のフラックスが増加していることから、大西洋の広い範囲がSALHを通して氷期の大気CO2濃度の低下に寄与していた可能性がある。

◎Others
Assessing possible consequences of ocean liming on ocean pH, atmospheric CO2 concentration and associated costs
François S. Paquay, Richard E. Zeebe
International Journal of Greenhouse Gas Control 17 (2013) 183–188
地球温暖化と海洋酸性化を抑制するための地球工学の一つとして提案されている、海洋表層水へのアルカリ添加の効果とコストをモデルシミュレーションで評価。1500-5000 PgCを海洋に吸収させる場合、2011年のGDPの0.8-4.6%のコストがかかると推計された。CO2が1トンあたり144米ドル(日本円で15,000円くらい)となる。
※アルカリ度を増すことのメリットは生物への影響を最低限に抑えられること、温暖化だけでなく海洋酸性化も軽減できることにある。ただし、いくらアルカリ度を加えたとしても、産業革命以前の大気中CO2レベルには戻せないらしい。

2013年6月17日月曜日

新着論文(EPSL, QSR, PALAEO3, GPC, MG)

◎EPSL
Deglaciation in the tropical Indian Ocean driven by interplay between the regional monsoon and global teleconnections
Rajeev Saraswat , David W. Lea , Rajiv Nigam , Andreas Mackensen , Dinesh K. Naik
氷期においては北大西洋への気候フォーシングがモンスーンにも影響したと考えられており、特にハインリッヒ・イベント時にはモンスーンは弱化したことが中国の鍾乳石から考えられている。しかしモデル研究からはアジア・モンスーンよりもインド・モンスーンへの影響が大きかったことが示されている。アラビア海の南東部から得られた堆積物コアの浮遊性有孔虫Mg/Ca、Ba/Ca、δ18Oから過去30kaの表層環境を復元。LGMは2.7±0.5℃寒かったと考えられる。最終退氷期の温暖化は18.6kaから始まり、大気中CO2濃度の上昇よりも1,000年ほど早い。復元されたδ18Oswと中国鍾乳石δ18Oの良い相関は、降水のδ18Oが両地域で同じように変化していたことを示唆している。

High-resolution δ13Ccarb chemostratigraphy from latest Guadalupian through earliest Triassic in South China and Iran
Shu-zhong Shen , Chang-qun Cao , Hua Zhang , Samuel A. Bowring , Charles M. Henderson , Jonathan L. Payne , Vladimir I. Davydov , Bo Chen , Dong-xun Yuan , Yi-chun Zhang , Wei Wang , Quan-feng Zheng
ペルム紀の終わりには大きな炭素循環への擾乱があり、大量絶滅が起きていたことが知られている。南中国・イランの地層から過去のテチス海のδ13Cを復元したところ、大きなδ13Cの低下が2回確認された。メカニズムはまだ不明だが、彼らの年代モデルはコノドントの生層序を利用している高時間解像度のものであるため、層序を繋ぐのにタイ・ポイントとして使える可能性がある。

◎QSR
Environmental variability in the monsoon–westerlies transition zone during the last 1200 years: lake sediment analyses from central Mongolia and supra–regional synthesis
Fang Tian , Ulrike Herzschuh , Anne Dallmeyer , Qinghai Xu , Steffen Mischke , Boris K. Biskaborn
モンゴル中央部のKhuisiin湖で得られた堆積物コアを用いて過去1,200年間の植生・気候変動を復元。寒冷・湿潤なAD1380-1830は小氷期に対応していると思われる。AD1500年以降の湿度変動はローカルにもばらつき、モンスーンと偏西風が複雑に関連していると思われる。

Cold-water coral carbonate mounds as unique palaeo-archives: the Plio-Pleistocene Challenger Mound record (NE Atlantic)
M. Thierens , E. Browning , H. Pirlet , M.-F. Loutre , B. Dorschel , V.A.I. Huvenne , J. Titschack , C. Colin , A. Foubert , A.J. Wheeler
 IODP307で掘削された北東大西洋の炭酸塩マウンド(イギリスの南西に位置するChallenger Mound、主に冷水サンゴで構成される)から、更新世初期の環境変動を復元。同時に含まれる有孔虫・珪藻・石灰質ナノ化石からも環境情報が得られる。
 形成が始まったのはPliocene後期で(>2.74Ma)、更新世の中期〜後期から現在にかけて衰退しつつある。冷水サンゴの成長は主に表層の生物生産性によって支配されている(氷床の伸長など)。

Late Pleistocene glacial stratigraphy of the Kumara-Moana region, West Coast of South Island, New Zealand
Timothy T. Barrows , Peter Almond , Robert Rose , L. Keith Fifield , Stephanie C. Mills , Stephen G. Tims
ニュージーランド南島の山岳部の30ka以降のTaramakau氷河の拡大を10Be・36Cl、火山灰年代を用いて決定。

Geochemical and isotopic tracers of Arctic sea ice sources and export with special attention to the Younger Dryas interval
Claude Hillaire-Marcel , Jenny Maccali , Christelle Not , André Poirier
北極海の海洋堆積物中のSr, Nd, IRDを用いてLGM以降の古環境(特にYDに着目)を復元。YDにBeaufort Seaの海氷形成量が増加し、Fram Straitを介して北大西洋へ輸送されたと考えられる。B/Aには海氷が流動せずに固結しており、堆積が中断されていた(ハイエタス)。YDには’Mackenzie route’でローレンタイド氷床からの融水が北極海に流れ込んだことが同位体の急激な変化から示唆される。YDにおけるAMOCの減少は北極海からの淡水・海氷輸送が重要な役割を負っていたと考えられる。

Chronology and climatic implications of Late Quaternary glaciations in the Goriganga valley, central Himalaya, India
S. Nawaz Ali , R.H. Biswas , A.D. Shukla , N. Juyal
チベット平原のGoriganga valleyにおける過去80kaの氷河の伸長について。インド・モンスーンよりも偏西風や気温が氷河の伸長をコントロールしている?

Glaciation style and the geomorphological record: evidence for Younger Dryas glaciers in the eastern Lake District, northwest England
Derek McDougall
イギリス北西部(District湖東部)の氷河がYDに再度拡大した可能性を巡る議論について。

Is the 20th century warming unprecedented in the Siberian north?
Olga V. Sidorova , Matthias Saurer , Andrei Andreev , Diedrich Fritzsche , Thomas Opel , Mukhtar M. Naurzbaev , Rolf Siegwolf
タミール東部の永久凍土地域で得られた、中期完新世(4111-3806 BC)と中世温暖期(917-1150 AD)の木(Larix gmelinii Rupr.)の年輪とδ13C・δ18Oから近年のシベリア地域の温暖化が前例がないものかどうかを評価。中期完新世の気温は現在と同程度に暖かかったことが分かった。周辺の他の古環境指標(湖堆積物、アイスコア)とも整合的だという。

What do SST proxies really tell us? A high-resolution multiproxy (UK′37, TEXH86 and foraminifera δ18O) study in the Gulf of Taranto, central Mediterranean Sea
Anna-Lena Grauel , Arne Leider , Marie-Louise S. Goudeau , Inigo A. Müller , Stefano M. Bernasconi , Kai-Uwe Hinrichs , Gert J. de Lange , Karin A.F. Zonneveld , Gerard J.M. Versteegh
地中海中央部(イタリア半島の南部、Gulf of Taranto)で採取された堆積物コアの過去600年分の部分を用いて、アルケノン、TEX86、浮遊性有孔虫δ18O・δ13Cを測定。アルケノン古水温は主として冬〜春の温度を反映しているものの、他にも河川流入による栄養塩にも影響される。TEX86古水温は夏の貧栄養状態の水温を反映しているが、沿岸部の記録はよく分からない変動を示す。δ18Oも水温・塩分・栄養塩利用のすべてに影響されている。

◎PALAEO3
Bonneville basin shoreline records of large lake during Marine Isotope Stage 3 and the Last Glacial Maximum
Shizuo Nishizawa , Donald R. Currey , Andrea Brunelle , Dorothy Sack
アメリカ北西部のBonneville basinに見られる過去の湖の堆積構造を用いてLGMとMIS3の湖水位変動とそれをもたらした気候変動を復元。北半球全球の気候変動と同期して変動していたと考えられる。

Regional calibration of coral-based climate reconstructions from Palau, West Pacific Warm Pool (WPWP)
Michael C. Osborne , Robert B. Dunbar , David A. Mucciarone , Joan-Albert Sanchez-Cabeza , Ellen Druffel
パラオで得られたハマサンゴδ18Oと1950-2008年の観測記録とを比較し、キャリブレーションを試みた。温度よりもむしろ塩分が支配的な変動要因であった。複数のサンゴ記録を平均化することでより相関が良くなることが分かった。また強いエルニーニョも捉えられている。さらに過去50年間にパラオ周辺の水循環が強化されていることも分かった。

◎GPC
Provenance and supply of Fe-enriched terrigenous sediments in the western equatorial Pacific and their relation to precipitation variations during the late Quaternary
Jiawang Wu , Zhifei Liu , Chao Zhou
パプアニューギニアの東沖で採取された過去380kaの鉄に富んだ陸源堆積物記録のXRFを用いた地球化学分析結果について。歳差周期が卓越し、ITCZの南北移動に伴う降水量変動が原因と考えられる。また沿岸潜流(New Guinea Coastal Undercurrent; NGCUC)の変動の寄与も考えられる。

Geochemistry and peatland infill characterizations of Rano Aroi (Easter Island) as indicators of long-term wetland environmental evolution
Olga Margalef , Núria Cañellas-Boltà , Sergi Pla-Rabes , Santiago Giralt , Juan Jose Pueyo , Hans Joosten , Valentí Rull , Teresa Buchaca , Armand Hernández , Blas L. Valero-Garcés , Ana Moreno , Alberto Sáez
南太平洋に位置するイースター島の湿地の堆積物(Rano Aroi mire; Rapa Nui)全有機炭素・主要元素濃度・δ13C・岩相・生物遺骸などから過去70kaの古環境を復元。イースター島のものとしては最古の環境記録らしい。MIS2とMIS3には古水位が低く、堆積後にCaやFeが濃集している。MIS2には低温のために泥炭の生産量は低下していた。その後、生産量は17.5kaに増大し、完新世後期には再び低下していた。SPCZ・偏西風・亜熱帯高気圧の変動が降水量変動に影響していたと考えられる。

Potential role of giant marine diatoms in sequestration of atmospheric CO2 during the Last Glacial Maximum: δ13C evidence from laminated Ethmodiscus rex mats in tropical West Pacific
Zhifang Xiong , Tiegang Li , Xavier Crosta , Thomas Algeo , Fengming Chang , Bin Zhai
フィリピン海で得られた堆積物中の過去31.0-19.5kaの大型珪藻の有機物δ13C記録について。δ13Cから表層水のpCO2を復元したところ、LGMにおいてはフィリピン海の東部は弱いCO2のシンクとなっており、成層化と生物生産性が強化されていたと思われる。大型珪藻はLGMにおけるCO2の濃度低下に寄与していたと思われ、'silicic acid leakage hypothesis'というよりはむしろ、風成塵によるシリカの供給によって珪藻の生物生産が強化されたという、'silicon-induced alkalinity pump hypothesis'仮説を提唱。

◎Marine Geology
Ocean acidification trend in the tropical North Pacific since the mid-20th century reconstructed from a coral archive
Ryuichi Shinjo , Ryuji Asami , Kuo-Fang Huang , Chen-Feng You , Yasufumi Iryu
グアムのハマサンゴの過去50年間のδ11Bを一年スケールで分析し、近年の海洋酸性化を復元。およそ0.39‰(pHに換算して0.05-0.08)の減少が見られ、GBRの先行研究と整合的。

◎Q. International
Changes in biogenic opal productivity with Milankovitch cycles during the last 1.3 Ma at IODP Expedition 323 Sites U1341, U1343, and U1345 in the Bering Sea
Yoshiyuki Kanematsu , Kozo Takahashi , Sunghan Kim , Hirofumi Asahi , Boo-Keun Khim
ベーリング海のIODP堆積物記録3本の生物源オパールフラックスから過去1.3Maの表層環境変動を復元。堆積物それぞれの陸源物質の寄与率は沿岸部からの距離に応じて変動。それぞれの堆積物の記録を周期解析したところ、異なる周期が出てきた。非常にローカルな環境変動(水循環の変化など?)が大きく影響していると思われる。

2013年4月14日日曜日

新着論文(GPC, CG, GCA, EPSL)

Global and Planetary Change
☆Volume 104, Pages 1-74, May 2013
A 400-year tree-ring δ18O chronology for the southeastern Tibetan Plateau: Implications for inferring variations of the regional hydroclimate
Xiaohong Liu, Xiaomin Zeng, Steven W. Leavitt, Wenzhi Wang, Wenling An, Guobao Xu, Weizhen Sun, Yu Wang, Dahe Qin, Jiawen Ren
チベット平原から得られた木の年輪に沿った過去400年間のδ18O記録。温度、日照時間との相関が確認された。さらに夏の雲被覆量、相対湿度、降水量とも負の相関が確認された。地域的な水気候の指標だけでなく、夏モンスーンの指標にもなるかもしれない。ヒマラヤから得られているアイスコアのδ18Oともよく対応しているという。

Revisiting the Indian summer monsoon–ENSO links in the IPCC AR4 projections: A cautionary outlook 
Mathew Roxy, Nitin Patil, K. Aparna, Karumuri Ashok
IPCC AR4に採用された複数のモデル(20C3M)のうち、4分の1しかENSOもどきを再現できていない。さらにそのうちの2つしかENSOとENSOもどきの両方を再現できていない。現行のモデルではモンスーンやENSOの変動を捉えきれていない。将来の温室効果ガス・エアロゾルによる気候変化の予測精度を向上するためにも、モデルを改善する必要がある。

Chemical Geology 
☆Volume 343,  Pages 1-110, 8 April 2013
No discernible effect of Mg2+ ions on the equilibrium oxygen isotope fractionation in the CO2–H2O system
Joji Uchikawa, Richard E. Zeebe
BaCO3の無機沈殿実験から、水-炭酸塩におけるδ18Oの同位体分別を評価。Mg2+イオンの濃度は同位体分別にほとんど影響しないことが示された。つまり、淡水に対して決定された同位体分別係数が海水にも適用できることを示唆している。

Coupling between suboxic condition in sediments of the western Bay of Bengal and southwest monsoon intensification: A geochemical study
J.N. Pattan, Ishfaq Ahmad Mir, G. Parthiban, Supriya G. Karapurkar, V.M. Matta, P.D. Naidu, S.W.A. Naqvi
ベンガル湾から採取された堆積物コアの過去45kaにわたる地球化学的分析の結果について。9.5ka頃に貧酸素の状態が起き、モリブデンやジルコニウムが濃集。北半球の夏の日射量増大に伴う夏モンスーンの強化が原因と考えられる。一次生産は増加していないため、陸源物質の輸送量が増加した結果、低層に有機物が多くもたらされ分解されたことが貧酸素の原因?さらに、δ15NにはD/Oイベントやハインリッヒ・イベントなどとも対応が見られる。

Geochimica et Cosmochimica Acta 
☆Volume 109,  Pages 1-414, 15 May 2013
Determination of low-level mercury in coralline aragonite by calcination-isotope dilution-inductively coupled plasma-mass spectrometry and its application to Diploria specimens from Castle Harbour, Bermuda
Carl H. Lamborg, Gretchen Swarr, Konrad Hughen, Ross J. Jones, Scot Birdwhistell, Kathryn Furby, Sujata A. Murty, Nancy Prouty, Chun-Mao Tseng
新たなサンゴ骨格中のHg測定法を紹介。バミューダで採取された脳サンゴ(Diploria labyrinthiformis)に対して1949年から2008年にかけてのHgの変動を復元したところ、長期的な減少傾向が見られた。港における産業廃棄物の投棄などの影響は特に見られなかった。

Reactivity of neodymium carriers in deep sea sediments: Implications for boundary exchange and paleoceanography
David J. Wilson, Alexander M. Piotrowski, Albert Galy, Josephine A. Clegg
深層水のNd同位体が過去の風化速度や海洋循環の指標として使用されているが、固相-液相間の交換についてはよく分かっていないことが多い。堆積物のリーチング実験から同位体への影響を評価。

Calibrating the glycerol dialkyl glycerol tetraether temperature signal in speleothems 
Alison J. Blyth, Stefan Schouten
世界中から得られた鍾乳石のGDGTが気温の指標になるかどうかを評価。TEX86、MBT/CBTともに気温との相関が確認された(それぞれ、2.3℃、2.7℃の精度で気温を復元可能)。解決すべき課題は多いが、陸域の気温指標として有望かも?

Organic carbon export from the Greenland ice sheet
Maya P. Bhatia, Sarah B. Das, Li Xu, Matthew A. Charette, Jemma L. Wadham, Elizabeth B. Kujawinski
グリーンランド氷床から海へと運ばれる溶存+粒子状有機物の炭素同位体(δ13C+Δ14C)を測定。輸送されるDOCは北極圏の小さい河川に匹敵するほど、POCは北極圏の大きな河川に匹敵するほどの量であることが分かった。DOCのΔ14Cは時間変動を示したが、POCは示さなかった。異なるメカニズムによってコントロールされていると考えられる。

☆Volume 108,  Pages 1-202, 1 May 2013
Calibration and application of the ‘clumped isotope’ thermometer to foraminifera for high-resolution climate reconstructions
Anna-Lena Grauel, Thomas W. Schmid, Bin Hu, Caterina Bergami, Lucilla Capotondi, Liping Zhou, Stefano M. Bernasconi
古気候学研究において温度プロキシの開発は極めて重要であり、生体効果を受けないとされるclumped isotopeには大きな期待が寄せられている。幅広い温度(2-28℃)に生息する浮遊性・底性有孔虫に対して行われた測定結果をもとに、温度復元の不確実性および不確実性をもたらすメカニズムを考察。地中海で得られた堆積物コアのG. ruberに対する測定結果はここ700年でも大きくばらつき、正しい温度を得るには数多くの結果を平均化する必要がある。現在のところ、大きな温度変化に対しては適用可能だが、小さな変化にはまだ技術開発が必要かもしれない。

Earth and Planetary Science Letters
☆Volume 368, 15 April 2013, Pages 20-32 
Rapid changes in meridional advection of Southern Ocean intermediate waters to the tropical Pacific during the last 30 kyr    
L.D. Pena, S.L. Goldstein, S.R. Hemming, K.M. Jones, E. Calvo, C. Pelejero, I. Cacho
氷期間氷期の気候変動において南大洋のプロセスが大きく寄与していたと考えられている。特に、SAMW/AAIWを介した高緯度から低緯度へのパス(oceanic tunnelling)も高緯度のシグナルを低緯度に伝播する上で重要だったと考えられている。しかし最終退氷期のパスについては証拠が断片的でよく分かっていないことが多い。東赤道太平洋から得られた堆積物コア中のN. dutertreiの殻のεNdからEUCの水のもとになった水を調査したところ、最終退氷期の寒い時期(H0, H1, H2, LGM)によりSAMW/AAIWが強まっていたことが示唆される。南大洋で湧昇した氷期の古い深層水は、低緯度へと伝播したと考えられる。

2013年3月25日月曜日

新着論文(QSR, EPSL, GCA, PALAEO3)


QSR
Southern Hemisphere westerly wind changes during the Last Glacial Maximum: paleo-data synthesis
K.E. Kohfeld, R.M. Graham, A.M. de Boer, L.C. Sime, E.W. Wolff, C. Le Quéré, L. Bopp
氷期-間氷期という時間スケールで南半球の偏西風は変動していたと考えられるが、プロキシやモデル間で一致した見解(強度や位置など)はLGMというよく研究されている時代でも得られていない。LGMの風の指標と考えられているプロキシをコンパイルし、陸の湿度、ダスト沈着、SST、海洋前線、海洋一次生産などの変化を考察。偏西風が「赤道側にシフトし強化されていた」、「何も変化していなかった」のいずれでも観測に対して整合的な結果が得られた。前者の説明が観測により整合的とも言えなくはないが、海氷範囲・浮力フラックスの変化などがプロキシの解釈に影響してしまうことを考えると、断定できない。従って、データ復元だけでは偏西風の位置や強さについて制約を与えることは難しい。

EPSL
Is the marine osmium isotope record a probe for CO2 release from sedimentary rocks?
R.B. Georg, A.J. West, D. Vance, K. Newman, A.N. Halliday
海洋のオスミウムの同位体が氷期-間氷期スケールの陸の風化を反映して変動するかについて、モデルシミュレーションを用いて検証。オスミウムを多く含むような、有機物や硫黄に富んだ堆積岩の風化速度を変えてシミュレーションを行うことにより、海洋のオスミウム同位体の変動をうまく説明できることが示された。さらに風化速度は大気中のCO2濃度にも影響するため、海洋のオスミウム同位体が長期的な大気CO2-大陸風化プロセスの指標になる可能性がある。

GCA
Sr/Ca profile of long-lived Tridacna gigas bivalves from South China Sea: a new high-resolution SST proxy
Hong Yan, Da Shao, Yuhong Wang, Liguang Sun
南シナ海から得られたオオジャコガイ(Tridacna gigas)の殻のSr/CaがSSTの指標になる可能性を提案。δ18Oや現場のSST変動などと照合して検証。Srはサンゴのように結晶格子に入っているわけではなく、有機物に入っており、結晶/有機物の割合の変化が季節変動を生むもとになっていると考えられる。そのためICP-OESでは測定可能だが、LA-ICPMSでは明瞭な季節変化は見られなかった。

PALAEO3
Comparison and implication of TEX86 and U37K ′ temperature records over the last 356 kyr of ODP Site 1147 from the northern South China Sea
Dawei Li, Meixun Zhao, Jun Tian, Li Li
南シナ海においてはSSTのより長期的な復元が得られていない。TEX86は熱帯域ではよく応用されるが、南シナ海でそれが利用可能かどうかはよく分かっていない。過去356kaのTEX86とアルケノンの測定結果は、どちらの指標も氷期-間氷期の気候変動に似た変動を示している。2つの指標の温度差は混合層の深さを反映していると考えられているが、間氷期には温度差が大きくなり、氷期には小さくなるという変動を示している。

Organic Geochemistry
Alkenone and tetraether lipids reflect different seasonal seawater temperatures in the coastal northern South China Sea
Jie Zhang, Yang Bai, Shendong Xu, Fei Lei, Guodong Jia
南シナ海北部の大陸棚で得られた堆積物コアを用いて、アルケノンとTEX86温度計がSSTを反映するかを評価。アルケノンは春・夏の南西モンスーンの時期の有光層内のSSTを反映し、一方でTEX86は冬の北東モンスーンの時期の深い混合層のSSTを反映していることが示された。2つの指標から復元されるSSTの違いはそれぞれのバイオマーカーを生産する生物が成長する時期の違いによる。

2013年3月6日水曜日

新着論文(DSR2, EPSL)

※論文アラートより

Natural air-sea flux of CO2 in simulations of the NASA-GISS climate model: sensitivity to the physical ocean model formulation
A. Romanou, W.W. Gregg, J. Romanski, M. Kelley, R. Bleck, R. Healy, L. Nazarenko, G. Russell, G.A. Schmidt, S. Sun, N. Tausnev
Ocean Modelling
NASAのGISSの2つのモデルを用いて産業革命以前の大気-海洋のCO2ガス交換を復元。モデル間でCO2フラックスの空間分布はよく一致したが、北大西洋と南大洋の吸収は強度が食い違った。原因は主に風とpCO2の違いと考えられる。またモデル間の化学・生物プロセスの違いは「拡散」「移流」のパラメタ化の違いと思われる。

Decline of deep and bottom water ventilation and slowing down of anthropogenic carbon storage in the Weddell Sea, 1984–2011
Oliver Huhn, Monika Rhein, Mario Hoppema, Steven van Heuven
Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers
27年間にわたるWeddel SeaのCFCとSF6の測定結果について。過去27年間にわたってWSBW/DW(Weddell Sea Bottom Water / Deep Water)の年代が古くなっており、ガス交換がより低下していると考えられる。結果として人為起源の炭素の取り込み量も14 - 21%低下している。

High-precision 14C measurements demonstrate production of in situ cosmogenic 14CH4 and rapid loss of in situ cosmogenic 14CO in shallow Greenland firn 
Vasilii V. Petrenko, Jeffrey P. Severinghaus, Andrew M. Smith, Katja Riedel, Daniel Baggenstos, Christina Harth, Anais Orsi, Quan Hua, Peter Franz, Yui Takeshita, Gordon W. Brailsford, Ray F. Weiss, Christo Buizert, Andrew Dickson, Hinrich Schaefer
Earth and Planetary Science Letters, Volume 365, 1 March 2013, Pages 190-197
 アイスコアに捕獲された大気中のCO2、CH4、COの放射性炭素を測定できれば、年代が得られるとともに過去の銀河宇宙線飛来量や太陽活動についての知見が得られることが期待される。しかしながら大気上層で生成された14Cと現場で生成される14Cの両方が混在するため、分けることが非常に難しい。
 グリーンランドの頂上付近の3.6 - 5.6 m深から得られたそれぞれ1トンの氷を用いて、CH4とCOの放射性炭素を測定した。この研究では現場の14Cに着目。14COの場合は、ほとんどが大気へと抜けていたが、14CH4の場合は一部氷に残っていることが分かった。

Increasing chemical weathering in the Himalayan system since the Last Glacial Maximum  
Maarten Lupker, Christian France-Lanord, Valier Galy, Jérôme Lavé, Hermann Kudrass
Earth and Planetary Science Letters, Volume 365, 1 March 2013, Pages 243-252
大陸風化は地球の生物地球化学循環において重要な役割を負っているものの、その時間変化を定量化することは難しい。ベンガル湾で採取された堆積物コアから、世界最大の堆積物輸送を担うヒマラヤ系の化学風化のLGM以降の進化史を復元。ほとんどの間接指標が21kaの間風化が促進されてきたことを物語っている。第四紀の気候変動によって風化速度も応答してきたと考えられる。

2013年2月21日木曜日

新着論文(PLoS one, Geology, EPSL, QSR, MM, DSR2, CG)

◎PLoS one
Coverage, Diversity, and Functionality of a High-Latitude Coral Community (Tatsukushi, Shikoku Island, Japan)
Vianney Denis, Takuma Mezaki, Kouki Tanaka, Chao-Yang Kuo, Stéphane De Palmas, Shashank Keshavmurthy, Chaolun Allen Chen
温暖化とともに低緯度域の造礁サンゴは自らに適した温度を求めて北上すると考えられているが、将来の変化を予測するには高緯度のサンゴコミュニティーの構造を理解する必要がある。四国の竜串においてはAcropora hyacinthusやA. Solitaryensisが多くを占めているものの、それらの種は近年もたらされたものであることが分かった。また底には大型藻類が少なく、代わりにウニ類が多い。こうした底性コミュニティーはサンゴの発展(新たな種の定着)に重要な役割を果たしている可能性がある。

◎Geology
☆1 February 2013; Vol. 41, No. 2
Recurrent Early Triassic ocean anoxia
S.E. Grasby, B. Beauchamp, A. Embry, and H. Sanei
ジュラ紀初期のOAEについて。δ13Cと貧酸素のプロキシとの相関が良いが、回復の過程で再度火山が噴いたことでOAEが再来した可能性?

An extensive and dynamic ice sheet on the West Greenland shelf during the last glacial cycle
C. Ó Cofaigh, J.A. Dowdeswell, A.E. Jennings, K.A. Hogan, A. Kilfeather, J.F. Hiemstra, R. Noormets, J. Evans, D.J. McCarthy, J.T. Andrews, J.M. Lloyd, and M. Moros
氷期-間氷期サイクルのグリーンランド氷床の前進・後退を堆積物コアや海底地形から考察。およそ20kaにはJakobshavn Isbræなどの大きな氷河は数100km海側に前進していた。氷河の後退はおおよそ14.88kaに起きていた。またYDには再度前進し、その後の急速な後退が確認された。

☆1 March 2013; Vol. 41, No. 3 
Evidence for large-scale methane venting due to rapid drawdown of sea level during the Messinian Salinity Crisis
Claudia Bertoni, Joseph Cartwright, and Christian Hermanrud
地中海南東部4,000m深にあばた状の穴(直径2km, 深さ200m)が存在することが地震波探査から明らかになった。メッシニアン塩分危機の際の蒸発岩で埋められており、海水準低下時に、圧力低下によって細粒の堆積物が流体や気体(メタン)とともに吹き出したことでできたと考えられる。

◎EPSL
Calibration of the boron isotope proxy in the planktonic foraminifera Globigerinoides ruber for use in palaeo-CO2 reconstruction 
Michael J. Henehan, James W.B. Rae, Gavin L. Foster, Jonathan Erez, Katherine C. Prentice, Michal Kucera, Helen C. Bostock, Miguel A. Martínez-Botí, J. Andy Milton, Paul A. Wilson, Brittney J. Marshall, Tim Elliott
過去のCO2濃度と地球システムの応答を調べることは重要である。CO2のプロキシになるδ11Bは溶液ベースのδ11B-pH理論と浮遊性有孔虫殻δ11B-周囲海水pHとの間に食い違いが見られる。G. ruberをpH7.5〜8.2の海水で飼育し、先行研究やコアトップと比較。褐虫藻を持つものほど理論からずれ、また殻サイズ依存性も確認された。さらに得られた主依存の換算式を用いて最終退氷期のCO2の変化を復元。

◎QSR
Ages of 24 widespread tephras erupted since 30,000 years ago in New Zealand, with re-evaluation of the timing and palaeoclimatic implications of the Lateglacial cool episode recorded at Kaipo bog
David J. Lowe, Maarten Blaauw, Alan G. Hogg, Rewi M. Newnham
古気候プロキシの時間断面を正確に決定する上でテフラは重要である。ニュージーランド周辺の古気候記録から24のテフラの年代を決定。INTCALや火山噴火で倒れた木の14C年代などをもとに構築している。またニュージーランド北部の泥炭から得られた堆積物コアの記録を再解釈したところ、寒冷化が13.74 - 12.55 kaに見られ、ACRやYDの前半部と一致している。周辺の記録や南米の記録とも整合的な結果が得られた。

Climatic records over the past 30 ka from temperate Australia – a synthesis from the Oz-INTIMATE workgroup
L. Petherick, H. Bostock, T.J. Cohen, K. Fitzsimmons, J. Tibby, M.-S. Fletcher, P. Moss, J. Reeves, S. Mooney, T. Barrows, J. Kemp, J. Jansen, G. Nanson, A. Dosseto
過去30kaのオーストラリアの温帯域の古気候学レビュー。氷期には南極周辺の海氷の張り出しが強化していた。最終退氷期にはACRの寒の戻りを挟みつつ温暖化が陸と海から復元されている。6ka以降はENSOによる大規模な気候変動が見られる。

◎Marine Micropaleontology
Indonesian Throughflow and monsoon activity records in the Timor Sea since the last glacial maximum
X. Ding, F. Bassinot, F. Guichard, N.Q. Fang
Timor海から得られた堆積物コアからLGMから現在にかけてのITFとモンスーンの進化史を復元。ITFが強いとき、風も強化されて湧昇が卓越することで生物生産が強化。温度躍層の深さは湧昇と言うよりはむしろITFによってコントロールされている。海水準低下期にはITFはより暖かい水をインド洋へと運搬している。

◎Deep Sea Research Part II
Anthropogenic biogeochemical impacts on coral reefs in the pacific islands – an overview   Original Research Article 
R.J. Morrison, G.R.W. Denton, U. Bale Tamata, J. Grignon
太平洋のサンゴ礁はここ30年の間に人間が多く移動してきたことに伴い人為起源の環境変動を被っている。American Samoa, Fiji, French Polynesia, Guam, Saipan, New Caledonia, Tongaについて人為影響(都市化・鉱業・汚水・富栄養化など)をレビュー。

◎Chemical Geology
No discernible effect of Mg2 + ions on the equilibrium oxygen isotope fractionation in the CO2–H2O system
Joji Uchikawa, Richard E. Zeebe
Mg2+がCaCO3-H2Oシステムのδ18Oに影響するかをBaCO3の沈殿実験から評価。あまり影響がないらしい。

2013年2月10日日曜日

新着論文(EPSL, QSR, GPC, Ncom)

◎EPSL
Seasonally resolved diatom δ18O records from the West Antarctica Peninsula over the last deglaciation
George E.A. Swann, Jennifer Pike, Andrea M. Snelling, Melanie J. Leng, Maria C. Williams
南極半島の近くから得られた堆積物コア中の個々の珪藻δ18Oから季節ごと(特に夏と春)の環境復元。最終退氷期に季節差が大きくなる時期があることが分かり、氷河からの融水の流出増大と関連?

◎QSR
The Last Glacial Maximum at 44 S documented by a 10Be moraine chronology at Lake Ohau, Southern Alps of New Zealand
Aaron E. Putnam, Joerg M. Schaefer, George H. Denton, David J.A. Barrell, Sean D. Birkel, Bjørn G. Andersen, Michael R. Kaplan, Robert C. Finkel, Roseanne Schwartz, Alice M. Doughty
ニュージーランドのLGMにおける氷河の位置を10Beを用いて決定。また雪線高度から気温も推定。LGMには雪線高度は920m下がっており、気温は6.25℃低かったと推定される。また18-13kaの間に雪線高度/気温が520m/3.6℃上昇したと考えられる。

Extensive recession of Cordillera Darwin glaciers in southernmost South America during Heinrich Stadial 1
Brenda L. Hall, Charles T. Porter, George H. Denton, Thomas V. Lowell, Gordon R.M. Bromley
南米パタゴニアのCordillera Darwin氷河の後退のタイミングについて。HS1には南米の南部とニュージーランドで同時に氷河の後退が起きており、南大洋の海洋物理や大気中CO2の上昇とリンクしていると考えられる。

◎GPC
When did modern rates of sea-level rise start?
W. Roland Gehrels, Philip L. Woodworth
潮位計からだけでは人為起源の海水準の上昇を特定することは難しい。北米・オーストラリア・ニュージーランドの潮位計の記録とプロキシを用いたより長い時間(〜完新世)の記録との比較から、人為起源の海水準上昇率とその開始時期を推定。おおよそ「1925年」から影響が出始めていた。地域ごとに見られるわずかな違いはどこの氷が融けたかに依存するため、グリーンランドと北極周辺の氷が特に融けていることが示唆される。

The phase relation between atmospheric carbon dioxide and global temperature
Ole Humlum, Kjell Stordahl, Jan-Erik Solheim
アイスコアの記録によると、千年〜百年スケールでは大気中CO2濃度は気温の上昇に遅れて上昇していたことが知られているが、もし現在の温暖化が人為起源のCO2であれば逆にCO2が先に上昇しているはずである。8つのデータセットを使って評価を行ったところ、「CO2の変化が気温の変化に9.5-12ヶ月遅れていること」が示された。1980年以降、大気中のCO2濃度の変動は人間活動と言うよりもむしろ南半球の温度が主に支配していると考えられる。

◎Nature Communications
Climate change patterns in Amazonia and biodiversity
Hai Cheng, Ashish Sinha, Francisco W. Cruz, Xianfeng Wang, R. Lawrence Edwards, Fernando M. d’Horta, Camila C. Ribas, Mathias Vuille, Lowell D. Stott and Augusto S. Auler
アマゾンで得られた鍾乳石δ18Oから過去250kaの降水を復元。軌道スケールではアマゾンの東西で準ダイポール状の降水の変動が見られる。最終氷期には西は降水量が比較的増加するが、一方で東は極端に減少していた。そのため、水気候が大きく変化したことで東側の生物多様性も減少していたと考えられる。

Caribbean-wide decline in carbonate production threatens coral reef growth
Chris T. Perry, Gary N. Murphy, Paul S. Kench, Scott G. Smithers, Evan N. Edinger, Robert S. Steneck and Peter J. Mumby
全球規模でサンゴ礁の健康悪化が報告されており、サンゴの石灰化量の低下は生態系の悪化だけでなく最終的には礁そのものの浸食につながると考えられる。カリブ海の19のサンゴ礁について石灰化量や浸食を調査したところ、完新世に比べて近年は大きく石灰化量が低下していることが示された。サンゴ被覆が10%を下回れば石灰化量が浸食に打ち負けると考えられる。

2013年1月30日水曜日

新着論文(EPSLほか)

※論文アラートより

◎EPSL
A 130 ka reconstruction of rainfall on the Bolivian Altiplano
C.J. Placzek, J. Quade, P.J. Patchett
Boliviaのアルティプラーノの湖から得られた沿岸部の地質と堆積物コアから過去130kaの環境復元。ハインリッヒ・イベントやYDが水位変動に記録されている。必ずしもすべてのハインリッヒ・イベントが記録されてはいなかった。

Western Pacific thermocline structure and the Pacific marine Intertropical Convergence Zone during the Last Glacial Maximum
Peter J. Leech, Jean Lynch-Stieglitz, Rong Zhang
古気候記録から、北半球が寒冷化する時に(例えばYD、ハインリッヒ・イベントなど)ITCZが南下することが示唆されてきたが、縁辺部と異なり、赤道太平洋におけるITCZの変動についてはよく分かっていない。赤道西太平洋で得られた堆積物コアの2種類の浮遊性有孔虫(一つは表層、一つは温度躍層に生息)のδ18Oを用いてLGMの温度躍層の深さや、その上の大気循環を復元。LGMには北半球のITCZと温度躍層は現在と同じ位置にあった一方、南半球の温度躍層は現在よりも浅くなっていたことが示唆される。

◎QSR
Palaeoenvironmental change in tropical Australasia over the last 30,000 years – a synthesis by the OZ-INTIMATE group
Jessica M. Reeves, Helen C. Bostock, Linda K. Ayliffe, Timothy T. Barrows, Patrick De Deckker, Laurent S. Devriendt, Gavin B. Dunbar, Russell N. Drysdale, Kathryn E. Fitzsimmons, Michael K. Gagan, Michael L. Griffiths, Simon G. Haberle, John D. Jansen, Claire Krause, Stephen Lewis, Helen V. McGregor, Scott D. Mooney, Patrick Moss, Gerald C. Nanson, Anthony Purcell, Sander van der Kaars
過去30kaのオーストラリアの熱帯域の古気候記録(堆積物コア、サンゴ、鍾乳石など)のまとめ。
MIS3にはITCZが大きく南下しており、湿潤だった。
LGMには寒く乾燥していた。
最終退氷期にはACRとSunda shelfの氾濫で一度温暖化が妨げられていた。
完新世初期が最も温暖であった。
完新世を通してENSOなどとともに、千年スケールの気候変動が起きていた。

◎その他
Oxygen Isotope - Salinity Relationships of discrete oceanic regions from India to Antarctica vis-à-vis Surface Hydrological Processes
Manish Tiwari, Siddhesh S. Nagoji, Thammisetti Kartik, G. Drishya, R.K. Parvathy, Sivaramakrishnan Rajan
Journal of Marine Systems, Available online 25 January 2013, Pages 
2010年の夏にインド洋から南大洋にかけての表層水のδ18OとSSSを測定し、表層の水循環プロセスを評価。水塊ごとのδ18O-SSS関係式を作成。

2013年1月15日火曜日

新着論文(最近のELSEVIER色々)

◎Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
The Suess effect in Fiji coral δ13C and its potential as a tracer of anthropogenic CO2 uptake
Emilie P. Dassié, Gavin M. Lemley, Braddock K. Linsley
大気中CO2が海水のDICに溶け込むことでδ13Cが変化するが、特に人為起源のCO2(化石燃料由来は軽いδ13Cを持つ)がDICのδ13Cをより軽くする効果(Suess効果)が知られている。フィジーで得られたハマサンゴを用いてSuess効果を復元。季節変動は日射量の変化が原因として考えられるが、100年スケールの変動は日射量では説明できない。可能性として深度の変化がδ13Cに影響している可能性が考えられ、本来の大気のδ13Cのシグナルが減衰している可能性がある。また大気のδ13CO2に比べて、サンゴ骨格のδ13C変動は10年程度遅れており、DICの大気CO2の同位体平衡の従来のモデルとも整合的である。

Calcareous plankton and geochemistry from the ODP site 1209B in the NW Pacific Ocean (Shatsky Rise): New data to interpret calcite dissolution and paleoproductivity changes of the last 450 ka
Manuela Bordiga, Luc Beaufort, Miriam Cobianchi, Claudia Lupi, Nicoletta Mancin, Valeria Luciani, Nicola Pelosi, Mario Sprovieri
北西太平洋(日本の東部)のシャツキー海台(Shatsky Rise)で得られた堆積物コア(ODP1209B)を用いて過去450kaの石灰質化石の溶解の度合いや一時生産量を推定。Marino et al. (2009)によって得られた指標(NDI)が最もよく溶解を保存していると考えられる。それによると退氷期に最も良く保存状態が良いことが示された。逆に保存状態が悪いのは氷期の入りと暖かい間氷期に起きていた。保存状態を決定しているのは海洋化学の氷期-間氷期スケールの変動であると考えられる。

◎Earth and Planetary Science Letters
Growth-rate influences on coral climate proxies tested by a multiple colony culture experiment
Erika Hayashi, Atsushi Suzuki, Takashi Nakamura, Akihiro Iwase, Toyoho Ishimura, Akira Iguchi, Kazuhiko Sakai, Takashi Okai, Mayuri Inoue, Daisuke Araoka, Shohei Murayama, Hodaka Kawahata
Porites australiensisの長期間にわたる飼育実験から、いわゆる生体効果や成長量などがδ18O、δ13C、Se/Caに与える影響を評価。成長率が2 - 10 mm/yrと変化してもδ18Oの最低値(つまり夏の高水温)の個体間変動は見られなかったが、一方で群体の健康状態(ストレスなど)に応じてδ18O変動が存在することが確認された。Sr/Caにはその影響が小さく、より確かな水温指標になることが示唆される。またδ13Cは成長率が小さいサンゴ個体ほど正にシフトしており、石灰化における速度論的同位体効果として捉えることができる。

◎Geochimica et Cosmochimica Acta
Micron-scale intrashell oxygen isotope variation in cultured planktic foraminifers
Lael Vetter, Reinhard Kozdon, Claudia I. Mora, Stephen M. Eggins, John W. Valley, Bärbel Hönisch, Howard J. Spero
温度一定で飼育した浮遊性有孔虫(Orbulina universa)の殻δ18Oを12時間の時間解像度でSIMSで現場測定。さらに同じ殻をLA-ICPMSでもδ18Oを測定したところ、測定手法間の差異はほとんど見られなかった。

Fluoride in non-symbiotic coral associated with seawater carbonate
Kentaro Tanaka, Tomonori Ono, Yoshimi Fujioka, Shigeru Ohde
日本の土佐湾の深さ185-350mから採取された扇状のサンゴ(Flabellum coral)のF/Caは水深とともに増加する。F/Caは[CO32-]の指標として使える可能性がある。

Exploring the usability of isotopically anomalous oxygen in bones and teeth as paleo-CO2-barometer
Andreas Pack, Alexander Gehler, Annette Süssenberger
陸上ほ乳類の骨格アパタイト(歯のエナメルなど)中の3つの酸素同位体が過去のpCO2のプロキシになるかを評価。EoceneからMioceneにかけて復元を行ったところ、既存の他の復元結果やモデルとも整合的。新たなプロキシの不確実性の大部分は生理学的な要素。

◎Deep Sea Research Part II
Interannual variability in sea surface temperature and fCOchanges in the Cariaco Basin
Y.M. Astor, L. Lorenzoni, R. Thunell, R. Varela, F. Muller-Karger, L. Troccoli, G.T. Taylor, M.I. Scranton, E. Tappa, D. Rueda
カリアコ海盆(ベネズエラ沖)における1996年から2008年にかけてのSST・fCO2の長期モニタリングの成果。季節変動は深層水の湧昇によってもたらされている。また長期的にはSSTが13年間で「1.13 ℃」上昇しており、一方でfCO2も「1.77 ± 0.43 μatm/yr」の割合で上昇している。fCO2の温度依存性を考慮すると、カリアコ海盆におけるfCO2の上昇の72%は温度上昇によって起きていると推定される。一方カリアコ海盆では湧昇の弱化によって植物プランクトン種が変化しつつある。

Global and Planetary Change
Ocean's Response to Changing Climate: Clues from Variations in Carbonate Mineralogy Across the Permian–Triassic Boundary of the Shareza Section, Iran
Ezat Heydari, Nasser Arzani, Mohammad Safaei, Jamshid Hassanzadeh
イランのP/T境界の地層の調査から、当時の海洋炭酸系の変化を復元。ペルム紀の終わりには炭酸塩の形成が停止し、その後三畳紀の始めに再開していた。海水の化学変化は3つの段階に分けて考えることができる。

2012年12月29日土曜日

新着論文(EPSL, CG, QG)

※論文アラートより

Millennial-scale climate variability during the last 12.5 ka recorded in a Caribbean speleothem  
Claudia Fensterer, Denis Scholz, Dirk L. Hoffmann, Christoph Spötl, Andrea Schröder-Ritzrau, Christian Horn, Jesus M. Pajón, Augusto Mangini
Earth and Planetary Science Letters, Volume 361, 1 January 2013, Pages 143-151 
キューバ西部で得られた2本の石筍から過去12.5kaの水循環を復元。10 - 6 kaにδ18Oが負に変化し、Haitiで得られた浮遊性有孔虫δ18O(海水のδ118O)とも整合的。また数千年スケールではBondサイクルと類似した変動が確認された。北大西洋とITCZのテレコネクションが原因と考えられる。

Changes in sea-surface conditions in the Equatorial Pacific during the middle Miocene–Pliocene as inferred from coccolith geochemistry
Gabrielle Rousselle, Catherine Beltran, Marie-Alexandrine Sicre, Isabella Raffi, Marc De Rafélis
Earth and Planetary Science Letters, Available online 20 December 2012, Pages 
東赤道太平洋で得られた堆積物コアのアルケノンと円石藻δ18Oを用いて過去16Maの表層水温と塩分を復元。他の海域のデータと併せて考えると、冷舌は4.4 - 3.6 Ma頃から出現し始めたと考えられる。

Constraining calcium isotope fractionation (δ44/40Ca) in modern and fossil scleractinian coral skeleton
Chloé Pretet, Elias Samankassou, Thomas Felis, Stéphanie Reynaud, Florian Böhm, Anton Eisenhauer, Christine Ferrier-Pagès, Jean-Pierre Gattuso, Gilbert Camoin
Chemical Geology, Available online 19 December 2012, Pages
様々な種類のモルジブの現生サンゴ、タヒチの化石サンゴ、飼育サンゴのδ44/40Caを測定。種によらず、0.6 - 0.1‰の同位体分別が確認され、成長量との相関は見られなかった。またS/Caやδ18Oとも相関が見られないことから、温度以外にも分別を支配している変数があると考えられる。’生体効果’がうまく判別できれば、δ44/40Caから過去の海水のカルシウムの濃度や収支を探ることが可能かもしれない。

Age models for long lacustrine sediment records using multiple dating approaches – an example from Lake Bosumtwi, Ghana
Timothy M. Shanahan, John A. Peck, Nicholas McKay, Clifford W. Heil, John King, Steven L. Forman, Dirk L. Hoffmann, David A. Richards, Jonathan T. Overpeck, Christopher Scholz
Quaternary Geochronology, Available online 19 December 2012, Pages 
ガーナのBosumtwi湖から得られた全長300mもの良質な堆積物コアの上部150ka分の年代モデル構築について。14C、U/Th、OSL、古地磁気を用いた年代モデルを比較したところ、よい一致を見せた。古地磁気と南極のダストの記録との良い相関関係を利用し、今後は年代モデルをより延長する予定。