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Ooki atsushi

Faculty of Fisheries Sciences　Marine Bioresource and Environmental Science　Marine Environmental ScienceProfessor
Arctic Research CenterProfessor

1973年埼玉県出身。
海洋環境を調べる研究をしている。実習船や研究船で野外観測し、実験室にて分析する仕事である。北海道大学水産学部では、海洋生物科学科の教員として主に化学系の授業を受け持っている。


現在の主な研究テーマは、海洋植物が放出する有機ハロゲンガスの分布に関する研究である。最近は、マコンブ有機物の分解特性を調べている。


2006年頃までは、大気中の黄砂粒子の動態や海水への溶け具合、大気中粒子の水溶性イオン成分に挙動に関する研究を行っていた。とくに、粒子の粒径分布の特徴を解析するのが好きである。最近は、大気中粒子の仕事はしていないが、大気中オゾンと海水の反応で生成されるヨウ素化合物の研究も（学生任せで）やっている。

2019年度より、北海道大学の「バランスドオーシャン事業」（https://repun-app.fish.hokudai.ac.jp/）に携わっている。海の分野のオンライン教材を集積して、北大の学生や一般に提供するものである。LASBOS（Learning And Study by Balance de Ocean System）から、オンライン教材を公開している。かなりのコンテンツ数になってきた。SDGsとの関係を記述して、SDGsマッピングの機能を持たせるようにしている。SDGsを軸にして、教育や大学広報にも力を入れている。SDGsの授業では、学生グループ（チーム藻場）が藻場の大事さを訴えていた。これに触発されて、以下、大型藻類の研究に取り組み始めた。

2022年度より、函館市と北大院水産との共同プロジェクト、函館マリンカルチャープロジェクトにて、サーモン養殖とマコンブ養殖の環境調査を始めている。マコンブ養殖に関係して、マコンブのブルーカーボン効果を調べている。研究を始めたところ、明らかにしなくてはならないことが山ほどあることがわかった。これに真面目に取り組もう。流行りのブルーカーボンに便乗するわけではない。ブルーカーボン研究の問題点が見えてきたから、これを正しい方向に導きたいからである。

これまで大気、海水、堆積物と色々な研究テーマに取り組んできて、今は、サーモンやコンブである。目の前にある楽しいテーマがあれば、何でもよい。色々なリンクが見えてくるのが楽しいのである。

趣味は、函館にてゴーヤと椎茸を栽培すること。初夏（7月）の函館は涼しく、北海道の中でもゴーヤ栽培に不向きな場所である。函館の６－７月は親潮の影響で、平均気温が札幌より１℃ほど低い。この１℃の差がゴーヤには致命的である。函館では、ポットで発芽させ、6月中は毎晩家の中に入れ、7月はビニールチューブで育て、８月に大きく成育、9月にようやく収穫できる。2020年には、毎日6本、3か月間、ゴーヤを収穫した。大学内で、同僚教員や学生にゴーヤを配るのに忙しい。（一度でも、「ゴーヤ美味しい」と口を滑らせると、毎週のようにゴーヤが届けられるようになるので要注意）

当研究室では、海の研究をしたい学生を募集しています。研究室HPを見てください。
北大水産学部HPからリンクしています。

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（理学）, 東京大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
ORCID IDJ-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • VOC
  • ハロカーボン
  • ブロモホルム
  • 揮発性有機化合物
  • 臭化メチル
  • 海洋起源
  • 揮発性有機ハロゲン化合物
  • 海洋植物プランクトン
  • ジブロモメタン
  • 海洋大気
  • 混合層
  • 植物プランクトン
  • 大気観測
  • 塩化メチル
  • 生成メカニズム
  • ヨウ化メチル
  • 海洋観測
Research Field
  • Environmental Science/Agriculture Science, Environmental dynamic analysis
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2023 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Fisheries Sciences, Professor, Japan
  • Apr. 2011 - Mar. 2023
    Hokkaido University, 水産科学研究科(研究院), 准教授
  • Sep. 2006 - Mar. 2011
    National Institute for Environmental Studies, NIES PostDoc Fellow
  • Apr. 2006 - Sep. 2006
    北海道区水産研究所, 支援研究員
  • Apr. 2003 - Mar. 2006
    Hokkaido University, Faculty of Environmental Earth Science, JSPS PD
Educational Background
  • Apr. 2000 - Mar. 2003, The University of Tokyo, 理学系研究科, 地球惑星科学専攻博士課程
  • Apr. 1997 - Mar. 1999, Tokyo University of Science, Graduate School of Science, 物理学専攻修士課程
  • Apr. 1993 - Mar. 1997, Tokyo University of Science, 理学部, 物理学科

Research activity information

■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Lectures, oral presentations, etc.
■ Syllabus
  • 海洋生物資源科学特別実習Ⅰ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 海洋環境科学特論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 海洋生物資源科学特別実習Ⅱ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 海洋環境科学特論Ⅱ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 水産科学特別実習Ⅰ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 海洋生物地球化学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 健康と社会, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 分析化学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 洋上実習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 水産科学英語Ⅱ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 化学海洋学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 分析化学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 海洋生物科学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 水産学部
■ Affiliated academic society
  • THE JAPAN SOCIETY FOR ANALYTICAL CHEMISTRY
  • GEOCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN
  • THE OCEANOGRAPHIC SOCIETY OF JAPAN
■ Works
■ Research Themes
  • 海の暗い所で珪藻が栄養塩を消費する事実－生存戦略の仮説を提唱－
    科学研究費助成事業
    Jun. 2022 - Mar. 2025
    大木 淳之; 野坂 裕一; 亀山 宗彦; 野村 大樹
    北海道噴火湾で珪藻が大増殖する春先に、有光層の直下（無光層）にて、海水中の栄養塩が減る現象が捉えられた。北海道噴火湾の珪藻ブルーム時に採取した海水に栄養塩を添加したところ、暗所でも栄養塩が急速に消費されることがわかった。有光層で栄養不足に陥った珪藻が無光層に沈降して、無光層に豊富にある栄養塩を吸収することが考えられた。珪藻ブルームで見られるタラシオシラ・ノルデンスキオルディの無菌培養株を培地で増殖させ、培地中の栄養塩が枯渇したのを確認してから、栄養塩（硝酸イオン、リン酸イオン、ケイ酸）を添加、暗所に移す暗所培養実験を行った。すると、暗所に置いてから３日ほどで、硝酸イオン、リン酸イオン、ケイ酸が枯渇した。暗所にて、珪藻が栄養塩を吸収することが確認された。同様の実験にて、過剰量の栄養塩を添加したところ、硝酸イオンとリン酸イオンの暗所での取り込みは数日で終わった。しかし、ケイ酸については暗所での培養期間中（１１日間）、取り込みが続いた。暗所で栄養塩を吸収させた後、再び明所に置いて増殖する能力があるかを確かめた。１１日間暗所に置いた後では、増殖を確認することができなかった。暗所に置いた時点で、栄養塩枯渇のため死滅しつつあった可能性、暗所で吸収した栄養塩では再増殖に使えない可能性が考えられた。珪藻が浮力を保つ方法として、透明細胞外重合粒子（TEP）を放出することを想定している。自然海水中および培養海水中のTEP濃度を測定する手法を確立した。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 22K19838
  • 海氷表面に見られる有機臭素ガスの高濃度現象―低温化学反応チャンバー実験による検証
    科学研究費助成事業
    Apr. 2020 - Mar. 2023
    野村 大樹; 薮下 彰啓; 山下 洋平; 大木 淳之
    高緯度海域に分布する海氷は、地球規模の気候変動を制御する要因として大きな役割を担っている。従来、海氷は、物質循環の観点において大気と海洋間の「障壁」として認識されてきた。しかし、実際、海氷表面では、結氷による濃縮効果によって溶存物質が高濃度化し、大気に対して放出源になることが予想される。ただ、極域の厳しい環境での観測の難しさにより、海氷表面での「低温化学」に関する反応機構の解明に至っていない。本研究では、自然界で起こる結氷現象を室内でのチャンバー実験で再現し、有機臭素ガス、特にブロモホルムに関して、海氷表面での化学反応機構・大気への放出過程を明らかにすることが目的である。本課題は、極域大気中オゾン濃度の急激な減少を招く有機臭素ガスの発生源が特定されていないことから設定した。本研究で提唱する海氷表面でのブロモホルム生成は、有機臭素ガスの大気への新たな発生源の提案となり、長年謎とされてきた大気中オゾン消失現象の原因解明に一石を投じることとなる。しかし、これまでの応募者らによる観測事実と低温環境での化学反応の新たな知見により、反応仮説を提唱するに至ったが、反応機構は検証されていない。そこで本年度は、チャンバー実験を実施し、本研究の解明に向けてのデータの採取を行った。具体的には、購入したチャンバーを利用した化学反応実験、また、室内での結氷および積雪を再現し、ブロモホルム生成に関する室内実験を実施した。また、これまでの観測データの解析を実施した。これらの解析を実施することにより、当初の目的に向けて順調に研究が進んでいる状況にある。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 20H04345
  • Iodine cycle in coastal environment- chemical speciation affected by decomposition of organic matter decomposition-
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2016 - Mar. 2021
    Ooki Atsushi
    We have found the increase of iodoethane concentrations in the bottom water of the Funka Bay, Hokkaido, Japan, 1 month after the spring diatom bloom. We made a hypothesis that volatile organic compounds are produced from ocean sediment, and carried out ocean sediment observation in the Funka Bay and Bering and Chukchi Seas.
    From the repetitive observation in the Funka Bay, we found drastic increase of iodoethane in the surface of the sediment on sea floor during the spring diatom bloom. And we carried out dark incubation using diatom aggregate collected by plankton net during the bloom. The incubation experiment results showed that the diatom aggregate produced iodoethane 3 days after the start of the experiment. Another incubation using sterile diatom culture also showed the same results.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 16H02929
  • Observations of ocean fine structures with scales between submeso-scale and turbulence using the three-dimensional current and turbidity observation system
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2016 - Mar. 2019
    Nakamura Tomohiro; OOKI Atsushi; SHIMODA Chikara
    Three-dimensional fine structures with scales smaller than O (1 km) are closely related to mixing, which is a fundamental process in the oceans. However, such structures are not well understood due to the lack of observation methods. In this study, we have made successful observations of three-dimensional structures of transitional processes from a breaking of large-amplitude internal waves to turbulence, using the three-dimensional current and turbidity observation system we developed.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 16K05549
  • Structure of surface mixed layer analyzed by temporal change of vertical distribution of photodegradable organic iodine gases
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2016 - Mar. 2018
    大木 淳之
    H28年度に実施した海洋観測にて、北太平洋亜寒帯循環域で海洋表面から水深300mの海水を鉛直的に採取し光分解性を有する有機ガス濃度を測定した。さらに、分光放射照度と鉛直拡散係数の測定を行った。H29年度には、光分解性を有する有機ヨウ素ガス種（ジヨードメタンとクロロヨードメタン）の鉛直プロファイルを再現するモデル（光分解と光生成、鉛直輸送、微生物による正味の生成を考慮）を構築した。ジヨードメタンのモデル結果では、微生物による生成に対して、表層混合層内での光分解が卓越するため、混合層内の濃度がモデル開始から数時間内にゼロに収束してしまった。混合層内でのジヨードメタンの濃度を実測値に保つには、日中のみ、ジヨードメタンの光分解を補償するだけの未知の生成過程が存在しなくてはならない。つまり、ジヨードメタンが光分解すると同時に、その減少分を補うだけ光生成していることが示唆された。H29年度の研究では、ジヨードメタンの光生成過程を調べる実験も行ったが、その実験的証拠を得るには至らなかった。そこで、ジヨードメタンの濃度を保つメカニズムは不明のままとして、その濃度が定常状態に保たれていることを仮定し、クロロヨードメタンの鉛直分布モデルを構築した。クロロヨードメタンモデルにおいては、ジヨードメタンの光分解に起因するクロロヨードメタンの光生成の項を加えた（過去の知見を引用）。クロロヨードメタンの光生成項を加えないと、ジヨードメタンと同様に表層での光分解が卓越して表層水中の濃度が速やかにゼロに収束してしまったが、光生成項を加えると実際の濃度をよく再現するモデル結果が得られた。クロロヨードメタンの鉛直プロファイルは、光生成と光分解、鉛直混合により決まることが明らかとなった。これにより、クロロヨードメタンの濃度、光生成と光分解を得れば、鉛直混合を読み解く道筋をつけることができた。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), Hokkaido University, 16H01586
  • 海氷融解による生態系の変化が物質循環に与える影響ー豪州砕氷船による国際南極観測ー
    科学研究費助成事業
    Apr. 2015 - Mar. 2018
    飯田 高大; 田村 岳史; 茂木 正人; 大木 淳之; 野村 大樹
    本研究では、南極海の氷縁域において、海洋生態系と化学物質循環を総合的に観測するプロジェクトを立ち上げ、豪州が代表の砕氷船を用いた国際共同観測に参画する。近年、南極の季節海氷域における生態系変動が化学物質循環のパターンを変え、地球環境変化に大きな影響を及ぼす可能性が指摘されている。しかし、南極域へのアクセスは気象・海況条件が厳しいため現地観測データは乏しく、その影響を評価するにはほど遠い。そこで、地球温暖化の影響が顕著に表れつつある季節海氷域に特化して、海氷融解の物理環境変化がもたらす植物・動物プランクトン群集の変動を解析し、生態系変動により引き起こされる化学物質循環の変化を明らかにし、全球規模での環境応答を予測する。本年度（平成27年度）は、これまで我々が海氷観測のプラットフォーム及び観測サイトとして利用してきた巡視船そうやとサロマ湖において、以下の予備的調査観測を実施した。また、海洋生態系における海氷の役割を解明する目的で、東京海洋大学海鷹丸を用いて南極海季節海氷域において海洋観測を実施した。
    1. 巡視船そうや航海観測: オホーツク海の海氷監視にあたる巡視船そうやに乗船し、外洋域の海氷を採取した。海氷中の化学成分、植物及び動物プランクトンの種類同定用サンプルを採取した。現在、分析・解析を実施している。
    2. サロマ湖現地観測: 南極海の海氷上での海氷採取作業等を想定し、掘削機器の動作試験と取扱法の習熟、海氷サンプルの採取を行った。オーストリアから訪問した共同研究者とともに本観測を実施した。
    3. 南極海での海洋観測：東京海洋大学海鷹丸で、平成28年1月に南極海の南緯60度から65度、東経110度付近において海洋観測を実施した。観測項目は各種ネットによるプランクトン・魚類の採集、海氷の採取、水温・塩分である。現在、分析・解析を実施している。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 15H05116
  • Spatila-temporal distribution of monohalomethane in the N Pacific
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2012 - Mar. 2016
    Ooki Atsushi
    Monohalomethanes (chloromethane, bromomethane, and iodomethane) are the dominant organic halogen compounds in the atmosphere. Ocean is an important source of monohalomethane. Spatial-temporal distributions of monohalomethane were measured in the NW Pacific and estern Arctic Ocean. Over the continental shelf of the Chukchi Sea in the Arctic Ocean, the concentration maxima of 3 monohalomethanes were found in the bottom layer water, in which bottom sediment, denitrification would occur owing to a large amount of settling organic particle. In the Funka-Bay, Hokkaido, Japan, concentration maxima of bromomethane and chloromethane were found in the subsurface layer in June when decompositions of organic material proceed. Phytoplankton culture experiment showed that productions of monohalomethane were found in the senescence stage after the exponential growth. It is considered that monohalomethane production in seawater is associated with cell senescence and degradation of organic matter.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (A), Hokkaido University, 24681001
  • High concentration of brominated halocarbons in the mixed water region of the northwest Pacific
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2010 - 2011
    OOKI Atsushi; YOKOUCHI Yoko
    High concentrations of brominated halocarbons(CH_3Br, CH_2Br_2, CHBr_3) were found in the mixed water region of the northwest Pacific(42-44°N, 145-160°E). Obvious concentration maximum of the halocarbons were found in the subsurface layer of the southern mixed water(30°N), while the uniform vertical distributions were found in the subarctic water(45°N) from surface to subsurface layer. The horizontal-vertical distribution of brominated halocarbons would be determined from mixed layer formation process, air-sea gas exchange, and phytoplankton production of halocarbons.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 22710018
  • A study on the production and emission of marine-derived volatile halocarbons
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2006 - 2010
    YOKOUCHI Yoko; HASHIMOTO Shinya; ITOH Nobuya; OOKI Atsushi
    We conducted systematic measurements of marine-derived halocarbons in the air and in the ocean. Full picture of methyl halides distribution in north-west Pacific and Indian Ocean was obtained from the shipboard measurements. We also found that the strains of cryptophytes and cyanobacteria produced halocarobons during decline phase, and that the in vivo biogenic emission of methyl iodide from marine microalgae was dependent on S-adenosyl-L-methionine (SAM) halide ion/thiol methyl transferase (HTMT) reaction.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, National Institute for Environmental Studies, 18067012
  • 大気中人為起源物質による鉱物粒子の変質過程と海洋環境へ与える影響に関する研究
    科学研究費助成事業
    2003 - 2005
    大木 淳之
    大気から地表面へ沈着する鉱物粒子の粒径分布と粒径別鉱物粒子の鉄溶出率を測定した。大気エアロゾルを海水に抽出して鉄溶出率を測定する手法を確立し、人為起源エアロゾルの鉄溶出率を測定した。
    1.粒径別鉱物粒子の鉄溶出率
    2001年3月11日に大規模な黄砂現象を北海道札幌市で観測した。大気境界層上部に位置する手稲山頂で積雪中の黄砂粒子を集めた。黄砂粒子を沈降法で12.大気エアロゾルを容器内で攪拌して鉄を抽出するには、(1)溶出した無機鉄が容器壁面へ吸着すること、(2)不溶性粒子が容器壁面へ吸着すること、の両方の吸着損失がある。両者を区別することは原理的に不可能である。インライン式で連続抽出する方法を採用し、両吸着損失の問題を解決した。直径47mm、孔径0.1〓mのヌクレポアフィルターで大気エアロゾルを捕集し、そのフィルターを鉄溶出用のインラインフィルターホルダーにセットする。ペリスターポンプで溶媒をフィルターに滴下・抽出した。ポリエチレン製の容器内に抽出液を回収しpH1酸性で安定化させた後、原子吸光光度計で溶出した鉄量を測定した。黄砂の影響がほとんどない冬季は鉄溶出率が数十%に達した。これは人為起源エアロゾルの鉄溶出率が高いことが影響している。本研究で開発した方法を応用すれば、黄砂粒子と大気中酸性気体の反応が鉄溶出率の変化に及ぼす効果、黄砂粒子が雲過程を経た場合の変化、などを調べることが可能である。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 03J09603