西岡 純 (ニシオカ ジユン)

低温科学研究所 附属環オホーツク観測研究センター教授
北極域研究センター教授
産学・地域協働推進機構教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(水産科学), 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 90371533
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • オホーツク海
  • 北太平洋
  • 化学海洋学
  • Chemical Oceanography
研究分野
  • 環境・農学, 環境動態解析
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2022年04月 - 現在
    北海道大学 低温科学研究所 附属環オホーツク観測研究センター, センター長
  • 2021年12月 - 現在
    北海道大学, 低温科学研究所 附属環オホーツク観測研究センター, 教授
  • 2005年06月 - 2021年11月
    北海道大学, 低温科学研究所 附属環オホーツク観測研究センター, 准教授
  • 1995年04月 - 2005年05月
    財)電力中央研究所
学歴
  • 1993年04月 - 1995年03月, 北海道大学大学院水産学研究科水産化学専攻博士前期課程
委員歴
  • 2024年01月 - 現在
    GEOTRACES SSC, 共同議長
  • 2021年10月 - 現在
    日本学術会議 IMBeR小委員会, 委員
  • 2017年10月 - 現在
    GEOTRACES, Dara management committee, 学協会
  • 2017年10月 - 現在
    日本学術会議, IIOE-2小委員会委員, 学協会
  • 2017年10月 - 現在
    日本学術会議 SOLAS小委員会, 委員
  • 2017年04月 - 現在
    日本海洋学会, 評議員, 学協会
  • 2017年01月 - 現在
    SCOR, FeMIP associate member, 学協会
  • 2014年10月 - 現在
    日本学術会議, GEOTRACES小委員会, 学協会
  • 2021年04月 - 2023年03月
    日本海洋学会論文賞選考委員会, 委員
  • 2017年02月 - 2022年12月
    Surface Ocean Lower atmosphere study (SOLAS), Scientific Steering Committee, 学協会
  • 2013年12月 - 2021年03月
    日本海洋学会, Journal of Oceanography 編集委員, 学協会
  • 2018年04月 - 2020年09月
    日本学術会議, 特任連携会員, 学協会
  • 2017年10月 - 2020年09月
    日本学術会議, SOLAS小委員会 委員長, 学協会
  • 2017年04月 - 2019年03月
    日本海洋学会, 論文賞選考委員, 学協会
  • 2016年04月 - 2017年03月
    日本海洋学会, 論文賞選考委員 (会長推薦枠), 学協会
  • 2015年04月 - 2017年03月
    日本海洋学会, 日本海洋学会評議員, 学協会
  • 2013年04月 - 2016年03月
    東京大学大気海洋研究所, 研究船運航部会委員, 学協会
  • 2013年04月 - 2015年03月
    日本海洋学会, 論文賞選考委員, 学協会
  • 2011年 - 2015年
    SCOR working group, Biogeochemical Exchange Processes at the Sea-Ice Interfaces (BEPSII) Associte member, 学協会
  • 2007年 - 2010年
    PICES, WG22 member, 学協会
  • 2005年 - 2007年
    PICES, IFEP Advisory Panel, 学協会
学内役職歴
  • 低温科学研究所附属環オホーツク観測研究センター長, 2022年4月1日 - 2024年3月31日
  • 低温科学研究所附属環オホーツク観測研究センター長, 2024年4月1日 - 2026年3月31日

研究活動情報

■ 受賞
  • 2025年02月, 北海道大学, 令和6年度教育研究総長表彰
  • 2024年09月, 2024年度日本海洋学会, 2024年度日本海洋学会賞
    北西太平洋および縁辺海における鉄の輸送と生物生産との関わりの解明
    西岡 純
  • 2023年04月, 文部科学省, 令和5年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞(研究部門)
    北太平洋の生物生産を支える鉄分の供給過程に関する研究
    西岡 純
  • 2016年, 北海道大学, 北海道大学研究総長賞・奨励賞
    西岡 純
  • 2015年, 北海道大学, 北海道大学研究総長賞・奨励賞
    西岡 純
  • 2014年, 北海道大学, 北海道大学研究総長賞・奨励賞
    西岡 純
  • 2005年04月, 日本海洋学会, 岡田賞
    西岡 純
■ 論文
■ その他活動・業績
■ 主な担当授業
  • 化学海洋学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 海洋生物地球化学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 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
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ 所属学協会
  • 日本地球化学会
  • 日本海洋学会
  • American Society of Limnoligy and Oceanography
  • American Geophysical Union
  • PICES IFEP Advisory Panel
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 南極氷床底面融解と海洋熱波が南大洋の鉄供給と植物プランクトン群集に与える影響
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2029年03月31日
    平譯 享; 西岡 純; 高尾 信太郎; 吉田 和広; 真壁 竜介
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 国立極地研究所, 24H00758
  • マクロ沿岸海洋学の研究推進
    科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
    2022年06月16日 - 2027年03月31日
    羽角 博康; 伊藤 幸彦; 杉本 亮; 黒田 寛; 松村 義正; 西岡 純; 郭 新宇; 纐纈 慎也; 山崎 大; 安田 一郎; 小畑 元; 田中 潔; 平譯 享; 中田 聡史; 西川 悠
    日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 東京大学, 22H05200
  • 沿岸域と亜寒帯外洋域の物質交換と生物生産
    科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
    2022年06月16日 - 2027年03月31日
    西岡 純; 小畑 元; 平譯 享; 安田 一郎; 山下 洋平
    日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 22H05205
  • 船舶観測とモデリングによる西部北太平洋における微量金属元素の内部循環プロセス解明
    科学研究費助成事業
    2022年04月01日 - 2026年03月31日
    小畑 元; 則末 和宏; 岡 顕; 西岡 純
    海水中の鉄をはじめとするいくつかの微量金属元素は植物プランクトンにとっての必須栄養素であり、その循環プロセスは海洋の一次生産にも影響を及ぼす。本研究では、親潮・黒潮の生態系を維持するためのメカニズムの一つとして、海水中の微量金属元素の生物地球化学的循環を研究する。本年度は、国際GEOTRACES計画の一環として、2023年6月に白鳳丸KH-23-2次研究航海を西部北太平洋において実施した。昨年度実施できなかった北太平洋亜寒帯域において鉛直採水を行った。繊維索ケーブルにCTD多重採水システムを接続し、クリーン洗浄したニスキン-X採水器を24本搭載した。 採取した溶存態用試料はクリーンエリアで加圧濾過し、酸添加して保存した。一方、全可溶態用試料は未濾過のまま酸添加した。懸濁粒子試料も採取し、冷凍保存した。海水試料中の溶存態微量金属元素については、キレート樹脂カラムで濃縮・分離を行い、高分解能誘導結合プラズマ質量分析計により測定を行っている。さらに、懸濁粒子試料についても測定を行い、その鉛直分布を明らかにした。本年度は、同じ方法により過去にサンプリングしたベンガル湾東部の海水中の微量金属元素(鉄・銅・亜鉛・マンガン・カドミウム・鉛)を分析した。ベンガル湾東部におけるこれらの元素の鉛直断面分布を明らかにすることに成功した。特にベンガル湾の沿岸域および縁辺海に複数の鉄の供給源が存在していることが示された。一方、海水中の微量金属元素の生物地球化学循環の数値モデル化についても検討を行った。西部ベーリング海などの縁辺海から供給される亜鉛について、その影響を定量的に議論した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 東京大学, 23K24982
  • 船舶観測とモデリングによる西部北太平洋における微量金属元素の内部循環プロセス解明
    科学研究費助成事業
    2022年04月01日 - 2026年03月31日
    小畑 元; 則末 和宏; 岡 顕; 西岡 純
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 東京大学, 22H03728
  • 海洋コンベアベルト終焉部における鉄とケイ素を含めた栄養物質プロパティの形成過程
    科学研究費助成事業 基盤研究(S)
    2021年07月 - 2026年03月
    西岡 純
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 北海道大学, 21H05056
  • 海氷が導く熱・塩・物質のグローバル輸送
    科学研究費助成事業 基盤研究(S)
    2020年08月 - 2025年03月
    大島 慶一郎; 深町 康; 西岡 純; 二橋 創平; 三谷 曜子; 木村 詞明
    高海氷生産域であるフラジルアイス域を検知できるマイクロ波放射計AMSRのアルゴリズムを開発し、南大洋全域で初めてフラジルアイス域のマッピングを行った。フラジルアイス域を検知できたことで、今まで過小評価されていた沿岸ポリニヤでの海氷生産量をより高精度で見積もることができ、従来のアルゴリズムより、20-50%高い海氷生産量が示された。30年あまり継続してあるマイクロ波放射計SSM/I-SSMISデータに対し、薄氷タイプを識別することでより高精度の薄氷厚が推定できるアルゴリズムを開発した。南大洋をベースに開発したこのアルゴリズムは北極海でも適用可能であることも示され、全球に汎用性のあるアルゴリズムであることが示された。この開発により、長期間での全球での沿岸ポリニヤの海氷生産量の見積もりに道が開けた。プロファイリングフロートの溶存酸素量の変動から、初めてオホーツク海の広範囲で正味の生物生産量(純群集生産量)を見積もることに成功し、春の植物プランクトンの大増殖(春季ブルーム)は海氷融解によってもたらされていることを定量的指標をもって明らかにした。さらに、海氷融解時に放出される物質(鉄分)がブルームを誘起していることを示唆し、海氷による物質輸送の重要性を示した。観測としては、2021年3月に小型砕氷船ガリンコ号を傭船し、海氷サンプリングや氷縁での観測を実施し、海氷による物質輸送の観測研究に着手した。この他、CTDタグを購入し、データ通信用のアルゴスシステムに登録するなど、アザラシ、トドによるバイオロギング観測を行う準備を整えた。
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 北海道大学, 20H05707
  • 北太平洋の生物生産を支える北太平洋中層水の化学的特性の形成過程の解明
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    2020年07月 - 2022年03月
    西岡 純
    本挑戦的萌芽研究で得られた成果によって、南極中層水は表層の珪藻の増殖を支えるには鉄とケイ素が不足する海域となり、その一方で、北太平洋中層水ではケイ素が豊富な水塊となっており、その西側(NPIE-W)では鉄の供給も比較的多く、表層の珪藻の生産を支えていることがより明確に示された。今後、「なぜ北太平洋中層水はSiが豊富になるのか?」について、縁辺海を含めた物質循環システムの全貌を定量的評価する必要があることが示された。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 20K21838
  • 海氷融解水を介した極域-亜寒帯域海洋の生物地球化学的リンケージの解明
    基盤研究(A)
    2017年04月 - 2021年03月
    西岡 純
    科学研究費, 研究代表者, 競争的資金
  • ポリニヤを起点とする熱塩/物質循環
    基盤研究(A)
    2017年04月 - 2020年03月
    大島慶一郎
    科研費補助金, 競争的資金
  • カムチャツカ半島の淡水供給が制御する環オホーツク陸海結合システム
    基盤研究(A)
    2017年04月 - 2020年03月
    三寺史夫
    科研費補助金, 競争的資金
  • 海洋混合学の創設:物質循環・気候・生態系をつなぐ統合的理解の推進
    新学術領域研究(研究領域提案型)
    2015年06月 - 2020年03月
    安田一郎
    科研費補助金, 競争的資金
  • オホーツク海・ベーリング海における混合と物質循環の解明
    新学術領域研究(研究領域提案型)
    2015年06月 - 2020年03月
    西岡 純
    科研費補助金, 研究代表者, 競争的資金
  • 極域海洋における海氷生成・融解に伴う鉄輸送プロセスとその変動機構
    科学研究費助成事業
    2016年04月01日 - 2019年03月31日
    中野渡 拓也; 三寺 史夫; 中村 知裕; 内本 圭亮; 西岡 純; 渡邉 英嗣
    海氷・海洋結合物質循環モデルを用いて、オホーツク海・北太平洋亜寒帯域における鉄や栄養塩や基礎生産量の季節から経年変動の要因を調査した。親潮海域や北太平洋亜寒帯域における表層の溶存鉄や栄養塩濃度の変動には、その場の海面冷却による鉛直的な輸送プロセスだけでなく、その上流域であるオホーツク海からの水平的な輸送が同程度に影響していることが明らかになった。このような水平的な物質輸送プロセスは、数十年スケールで北太平洋亜寒帯域の広範囲の栄養塩や基礎生産の変化にも実質的に影響を及ぼしていることがわかった。一方で、海氷の生成・融解に伴う鉄輸送の影響は、オホーツク海南部で1-2%と有意な影響は見られなかった。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 16K21586
  • 海洋における微量金属元素の輸送を担う金属硫化物ナノ粒子の実態解明
    科学研究費助成事業
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    中山 典子; 小畑 元; 西岡 純
    海洋の生物一次生産に重要な役割を果たす鉄や銅、亜鉛なの微量金属元素が、好気的環境にある海水中で安定に存在する要因を明らかにするために、金属に対して高い安定度定数をもつ硫化物とその存在状態に着目して研究を進めた。主な成果として、①海水中の金属硫化物をナノメートルオーダーでサイズ分画するための中空糸膜フィルターを用いたナノサイズ分画法の確立、②ナノサイズ分画-GC-FPD 法による海底熱水活動域および湖沼域でのサイズ別存在形態ごとの金属硫化物濃度の空間分布の解明、③実際にフィールド観測から得られた金属硫化物濃度の空間的分布を支配する供給・除去プロセスの寄与の定量解明等が挙げられる。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 15K00516
  • 表層と中層を繋ぐ北太平洋の子午面循環:その三次元構造と変動メカニズムの新たな描像
    基盤研究(A)
    2014年04月 - 2017年03月
    三寺 史夫
    科研費補助金, 競争的資金
  • 北太平洋HNLC海域形成過程の解明
    基盤研究(B)
    2014年04月 - 2017年03月
    西岡 純
    科研費補助金, 研究代表者, 競争的資金
  • オホーツク海太平洋交換流・混合と太平洋深層構造観測研究
    基盤研究(A)
    2013年04月 - 2016年03月
    安田一郎
    科研費補助金, 競争的資金
  • 海氷融解過程を考慮した極域海洋像の構築
    新学術領域研究(公募研究)
    2013年04月 - 2015年03月
    西岡 純
    本課題では、海氷が栄養物質の循環と植物プランクトン増殖にどのような役割を果たしているのかを、生物・化学的視点から明らかにする事を目的として取り組んだ。これまでの知見では、季節海氷域では春季に海氷が融けることで海洋表層に低温・低塩分水を供給し、密度成層を発達させ、植物プランクトンにとって光環境の整った安定な生息域を形成する点で、春季から夏季の植物プランクトンの増殖に大きな影響を与える事が指摘されていた。一方で、表層の低温・低塩分水の形成が、窒素・リン・ケイ素などの主要な栄養塩や、海水中で不足しがちな鉄分などの濃度にどのような影響を与え、植物プランクトン増殖に影響しているのかについては知見が不足していた。そこで我々は、海氷内に含まれる化学物質と、海氷融解水が表層の栄養物質環境に与える影響を調べるため、2013年夏季の北極海において、海氷をクリーンにサンプリングし、海氷の中に含まれる窒素・リン・ケイ素などの栄養塩や鉄分の分析を実施した。その結果、海氷には表層の海水にくらべて1-2オーダー以上高い濃度で鉄分が含まれていること、一方で主要な栄養塩は海氷結氷時に排出されて海氷内の濃度が著しく低いことが明らかとなった。さらに、北極海の氷縁域で海洋表面水のマッピングを実施し、アルカリ度と鉄分および栄養塩を測定することで、北極海表層の広範囲に海氷融解水由来の鉄分が供給されていて、主要な栄養塩である硝酸塩が消費されている様子を捉えることに成功した。河川水由来の鉄分供給の及ぶ範囲に比べ、海氷融解水由来の鉄分の及ぶ範囲は各段に大きいと考えられ、北極海季節海氷域だけでなく、海氷融解水の及ぶ範囲の植物プランクトン生態系に大きな影響を与えていることが示唆された。
    科研費補助金, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 25121501
  • 凍る海の豊な生態系を生み出す機構の解明
    理想の追求
    2012年04月 - 2015年03月
    西岡 純
    キャノン財団, 研究代表者, 競争的資金
  • オホーツク海と北太平洋亜寒帯域をつなぐ熱塩/物質循環システムの実態解明
    基盤研究(S)
    2010年04月 - 2015年03月
    若土 正曉
    科研費補助金, 競争的資金
  • 海氷に含まれる微量元素分析法の開発
    挑戦的萌芽研究
    2011年04月 - 2013年03月
    西岡 純
    本研究では、海氷によって移送される可能性が高く植物プランクトン増殖へのインパクトの大きい微量栄養物質である「鉄」と陸起源の鉱物などの指標となる「アルミ」に着目した海氷内の微量金属元素の無汚染分析方法を開発した。開発にあたっては、(1)表面研磨による海氷サンプルクリーニング装置、(2)クリーン海氷融解インライン分析装置の2つを検討した。これらの装置を、南部オホーツク海氷域で採取した海氷サンプルに適用し、海氷内の微量な鉄やアルミニウム濃度を検出できることを確認した。
    科研費補助金, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 23651001
  • 海洋の気体交換フィードバックシステムと生物生産応答に関する研究
    基盤研究(A)
    2010年04月 - 2013年03月
    渡辺 豊
    海洋の窒素・炭素循環変動とそのフラックスの時空間変動を定量化するための新規見積り法の開発に成功した。同時に、簡易で高頻度に海洋表面溶存気体を採水できるシステムの開発と実証試験を実施し、その開発に成功した。このシステムデータ群と既存のデータ群に、窒素・炭素循環のための新規見積り法を適用し、北太平洋ならびに全球規模の窒素・炭素循環の変動の高時空間分解能な分布を明らかにした。
    科研費補助金, 基盤研究(A), 北海道大学, 競争的資金, 22241001
  • 海氷の融解過程を含めた「環オホーツク海域」の鉄循環像の構築
    基盤研究(B)
    2010年04月 - 2013年03月
    西岡 純
    本研究では、冬季に砕氷船を用いた観測を実施し、得られたオホーツク海の海氷サンプルの化学分析を実施した。海氷中には高い濃度で大陸棚由来の鉄分が取り込まれており、オホーツク海の海氷が鉄など微量栄養物質を移送するのに大きな役割を果たしている事が示された。海氷が融解する際には、海洋表層の主要栄養塩は希釈されるが、鉄分は付加される傾向にある事が明らかとなった。本研究の結果から、海氷の広がりは、極域・亜極域の栄養物質の循環に大きな影響を与え、春季の生物生産の質や量を変化させている事が示された。
    科研費補助金, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 22310001
  • 潮汐混合の直接観測と潮汐18.6年振動に関わる海洋・気候変動の解明
    基盤研究(S)
    2008年04月 - 2013年03月
    安田一郎
    千島列島やアリューシャン列島海峡域において、中深層に及ぶ通常の数千倍の乱流鉛直混合の存在を、観測によって実証した。この大きな潮汐鉛直混合は、鉄や栄養塩等の物質循環を通じて、親潮など北太平洋亜寒帯海域の海洋生態系に大きな影響を与える。さらにその潮汐混合が18.6年周期で変動することによって生じる海洋変動が、日本東方海面水温とアリューシャン低気圧等の大気海洋相互作用を通じて増幅し、太平洋規模の気候・海洋の約20年変動に影響することが、観測・モデルの両面から明らかとなった。
    科研費補助金, 基盤研究(S), 東京大学, 競争的資金, 20221002
  • 海洋表層マッピングによる親潮域の鉄供給過程の評価
    特定領域研究 (公募研究)
    2009年04月 - 2011年03月
    西岡 純
    親潮域の生物生産を支える鉄の供給過程を明らかにするために下記の研究を進めた。
    本年度は、これまでに実施してきた観測研究の結果に基づき、大気ダスト由来と海洋循環由来の鉄の供給過程が、親潮域・混合域の植物プランクトン増殖に対してどのような役割を果たしているのかについて、定量的・定性的に評価する事を試みた。また、それぞれの供給過程に関わる重要なプロセスやパラメータを抽出した。
    その結果、海洋内部の循環は、明瞭な季節的変動を駆動する供給過程であり、中層の循環によるオホーツク海からの高い鉄濃度水塊の移送、千島海峡の混合過程を介した鉄濃度の再分配、冬季の混合層発達による高鉄濃度水塊の表層への回帰などが重要なプロセスとして挙げられた。この海洋循環で供給されている鉄分は、毎年春季に起こる植物プランクトンのブルームを生み出すために利用されている。一方、大気ダスト経由の鉄は、冬季~春季にイベント的に供給されており、バックグランドにある海洋循環で決まる鉄濃度の周年変動に上乗せして、突発的に、また空間的には不均一に供給されるものであると推察された。表層鉄濃度の周年変動に影響を与えるレベルの供給量ではないが、年間に数回から十回程度、植物プランクトン増殖にインパクトを与えるレベルの鉄を供給するイベントが発生している可能性があることが分かった。以上の研究結果から、それぞれの鉄供給過程は、海洋の生物生産に対してそれぞれの役割を持ち、違った特徴の生態系の応答を導いていると考えられる。
    科研費補助金, 特定領域研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 21014001
  • 環オホーツク海域における化学的変質過程を含めた鉄移送量の定量的評価
    若手研究(A)
    2007年04月 - 2010年03月
    西岡 純
    本研究で行ったオホーツク海および親潮域・西部北太平洋亜寒帯域における観測の結果,オホーツク海の北西部大陸棚を起源とする鉄が,海氷生成によって駆動される中層水循環によって,北太平洋外洋域の広範囲へ移送されていることが示された。このプロセスで移送される鉄の定量的な評価を行うと、親潮域中層では3.1×10^5~6.3×10^5μmol Fe/m^2/yrの鉄分が運ばれ、そのうち28.6μmolFe/m^2/yrが中層から表面に供給されていると見積もられた。この中層循環によって移送される鉄が,西部北太平洋亜寒帯域や親潮域の植物プランクトンの増殖と生物地球化学的物質循環に大きく寄与していることが明らかになった。
    科研費補助金, 若手研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19681001
  • 縁辺海(ベーリング海、オホーツク海、日本海)の基礎生産を支える鉄の挙動とその起源
    基盤研究(A)
    2006年04月 - 2010年03月
    久万健志
    南東部ベーリング海海盆域及び陸棚斜面域について、海盆域表層では、栄養塩は豊富に存在しているが、大気からの鉄供給が少ないため基礎生産が低く抑えられている典型的な鉄欠乏型海域である。しかし、陸棚斜面域では長期間植物プランクトンブルームが維持されており、海盆域の栄養塩と陸棚底層の鉄の表層への供給があるためと考えられた。オホーツク海では千島列島海峡における潮汐混合による鉄及び栄養塩の北西部北太平洋へ供給が明らかになり、親潮域での高い基礎生産を支える大きな役割を果たしている。また日本海表層では栄養塩濃度が低く大気からの鉄供給量が多いため,表層における鉄濃度が高い栄養塩欠乏型海域であることが明らかになった。
    科研費補助金, 基盤研究(A), 北海道大学, 競争的資金, 18201001
  • 微量元素と同位体に主眼をおくインド洋と日本海の縦断観測(GEOTRACES計画)
    科学研究費助成事業
    2007年 - 2010年
    蒲生 俊敬; 小畑 元; 天川 裕史; 宗林 由樹; 羽角 博康; 岡村 慶; 張 勁; 中口 譲; 山田 正俊; 白岩 善博; 乗木 新一郎; 南 秀樹; 西岡 純; 下島 公紀; 加藤 義久; 南川 雅男; 丸尾 雅啓; 乙坂 重嘉; 中山 典子; 永井 尚生; 村山 雅史; 宗林 由樹; 羽角 博康; 岡村 慶; 張 勁
    国際共同GEOTRACES(全海洋の微量元素・同位体による生物地球化学的研究)計画の一環として,学術研究船白鳳丸を用い,インド洋アラビア海から南極海に至る南北縦断観測研究および日本海縦断観測を成功裡に完遂した。チタン製アーマードケーブルとニスキンX採水器によるクリーン採水法によって,GEOTRACESキーパラメーター(Fe,Al,Zn,Mn,Cd,Cu,δ^<15>N,δ^<13>C,^<230>Th,^<231>Pa,Pb同位体,Nd同位体)分析のための海水試料(約300試料)を保存し,分析作業に着手した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 東京大学, 19253006
  • 西部北太平洋亜寒帯域(親潮域)表層の鉄濃度の変動と大気ダスト供給量との関係
    特定領域研究 (公募研究)
    2007年04月 - 2009年03月
    西岡 純
    本研究の目的は、大気ダスト経由の鉄供給が亜寒帯域表層の鉄濃度の変動にどのように寄与しているかを定量的に評価することである。研究期間内に次のI)〜III)の項目について研究を行った。I)親潮海域の定線観測(Aライン観測)において、表層鉄濃度の季節的変動を含めた時系列観測を継続して行った。II)実海域の海表層付近の大気ダスト中に含まれる鉄量の季節的な変化を観測するとともに、海水中で大気ダストから鉄がどの程度溶出してくるかを、室内実験および船上実験において検討した。III)IIのデータおよび、季節毎の親潮海域へのダストの沈着量を、Iで得られる表層鉄濃度の季節的な変動とともに解析することで、大気ダスト経由の鉄供給が亜寒帯域表層の鉄濃度の変動にどのように寄与しているかを定量的に評価した。
    これらの内容を含む本研究の結果より、当概海域の季節的な鉄濃度の変動とダストおよび海洋内循環の供給過程の寄与が明らかになってきた。親潮域表層の鉄濃度の季節的な変動は概ね次のように説明できる。親潮域では, 冬季の鉛直混合の活発な時期に下層から表層に供給され, 春季のブルーム期にほぼ枯渇するまで減少する主要栄養塩と同様のサイクルを示す。しかし, 各観測時の測点間のばらつきは明瞭であり, 冬季に詳細なマッピングを行った結果, 鉄濃度の変化は水塊の違い(混合層の発達過程の違い)にも支配されていることが分かってきた。これらの結果は, これまで考えられてきた大気経由の鉄供給に加えて, 冬季の混合過程, 水塊の水平移動, 亜表層の鉄循環などのプロセスが海洋表層の鉄濃度の変化を引き起こす重要な要因になっていることを示している。これらの結果は, 大気から海洋表層への鉄供給を評価するためには, まず海洋循環で決まる鉄濃度のバックグランド変動を把握した上で, 大気からのシグナルを抽出することが重要であることを示している。
    科研費補助金, 特定領域研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19030002
  • 環オホーツク海域における中層循環と物質輸送のモデリング
    基盤研究(A)
    2006年04月 - 2009年03月
    江淵直人
    オホーツク海および北西北太平洋親潮域の高い海洋生物生産性を支えている物質循環のメカニズムを,海洋中層(400~800m)の循環と鉄の輸送過程に注目して,現場観測と数値モデルによる研究を行った.その結果,オホーツク海北西大陸棚起源の鉄分が,海氷の生成とともに作られるオホーツク海中層水によって移送され,千島海峡で広い深度層に分配された後,西部北太平洋に送り出されている様子が定量的に明らかとなった.
    科研費補助金, 基盤研究(A), 北海道大学, 競争的資金, 18201002
  • 海洋表層における微量栄養物質(鉄)の広域水平分布観測技術の開発
    若手研究(B)
    2005年04月 - 2007年03月
    西岡 純
    船速度15ノットにて曳航できる曳航体を作成し、テフロンインライン採水装置と組み合わせることで「表層海水連続クリーン採水システム」を作成した。
    キレート樹脂濃縮-ルミノール化学発光系の微量栄養物質(鉄)分析装置を改良し、連続自動分析が可能な装置の作成を行った。装置にはサンプルを溜め込んで前処理を行うユニットを作成し、自動で15分に一度サンプルをフローセルに溜め込み、分析に供するシーケンスを設定した。また、実験室内において、上記「表層海水連続クリーン採水システム」のテフロンインライン採水装置より「微量栄養物質連続自動分析装置」にサンプルを引き込めるようにしてシステム化を行った。テストの結果、ブランク値も十分に低く、自動連続分析が出来ることを確認した。
    さらに北海道水産研究所が運行の研究調査航海に(1月、釧路発着、航海日数各14日)に乗船し、実海域において「表層海水連続クリーン採水システム」と「微量栄養物質連続自動分析装置」の統合(観測システム化)テストを行った。ここでは、サンプル間の入れ替わり時の汚染など、実海域で用いた場合の問題点・改良すべき点等を抽出した。
    18年度は構築した表層海水連続自動微量栄養物質(鉄)分析システムをさらに実用化に向けて改良した。サンプルの導入のシークエンスを組み替えて,前サンプルの汚染を抑えることで実用にも耐える装置とした。構築した本システムを,北海道区水産研究所の行ったHK0701航海で使用し,北海道沿岸から親潮域にかけての観測を行った。その結果,本装置を用いて船の走行中約15分から20分毎に表層海水の鉄濃度を観測し,親潮外洋から北海道陸棚域にかけての鉄濃度の広域の水平分布を把握する事に成功した。
    科研費補助金, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 17710021
  • 北太平洋亜寒帯域の鉄濃度が生物生産と二酸化炭素収支に及ぼす影響に関する観測研究
    基盤研究(B)
    2004年04月 - 2007年03月
    小埜恒夫
    通常のCTDを利用したクリーン採水技術を確立し、親潮域および混合域において年数回の鉄の反復断面観測を実施した。世界で初めて栄養塩と同一の時空間分解能で得られた、鉄濃度周年変動データの解析から、以下の事があきらかになった。
    1]親潮域表層における溶存鉄の各月の海域平均濃度は、主要栄養塩と定性的に同じ季節変動パターンを示すだけでなく、硝酸と定量的に一定比(ΔDFe/ΔN=27x10^<-6>[mol/mol])を保って増減している。表層鉄濃度のピークは冬期の最大混合深度期(1-3月)であり、黄砂飛来時期(4月)とは明瞭に異なる。
    2]親潮表層の冬期溶存鉄濃度はアラスカ湾より遙かに高いが、両者の亜表層域の鉄濃度も同様に異なる為に、両海域の冬期表層鉄濃度は、亜表層からのエントレインメントと鉛直渦拡散を仮定した同じモデルで再現可能である。親潮表層の溶存鉄:硝酸費も同様にアラスカ湾より高く、北太平洋中層水(NPIW)のそれと同一値をしめす。
    3]これらの事から、西部北太平洋表層に存在する鉄は数年-数十年程度の平均滞留時間を持っており、したがって周年-経年変動のスケールでは、鉄の動態は主要栄養塩と同様であることが推定される。つまり大気ダストからの鉄の供給は従来の定説に反してそれほど重要ではなく、生物による取り込みと中層での再分解、そして鉛直混合による表層への回帰という海洋内部での再循環だけで、ほぼ加不足なく溶存鉄の周年変動は説明出来る。
    4]春季ブルーム終了時の表層溶存鉄濃度がほぼ0.25nMで一定となる事から、ブルーム形成ケイ藻種の成育限界鉄濃度が0.25nM程度と高く、このためブルーム期には硝酸でなく鉄が主な制限栄養素になっている事が推定される。一方周年を通じた硝酸・溶存鉄プロットは鉄側に切片を持つ事から、鉄も硝酸も低濃度となる夏期には硝酸が親潮表層の制限栄養素となっている。
    科研費補助金, 基盤研究(B), 独立行政法人水産総合研究センター, 競争的資金, 16310019