琉球⼤学理学部の浅海⻯司准教授（研究当時、現 東北⼤学⼤学院理学研究科）、藤⽥和彦教授および新城⻯⼀教授らの研究チームによる研究結果が、地球科学分野のトップジャーナルの⼀つ「Geophysical Research Letters」の2020年8⽉号に掲載されました。

発表のポイント

那覇市若狭公園の地下をボーリング掘削して得られたサンゴ化⽯の⾻格試料について、化学成分を⾼時間分解能（1〜2ヶ⽉ごとの時間間隔）かつ⾼精度で分析した結果、約4千〜5千年前における沖縄本島サンゴ礁域の⽔温と塩分の時系列データを抽出することに成功しました。当時の沖縄本島は、現在よりも東アジアモンスーン^（注）による気象変化の影響を特に冬季に⼤きく受けていたことが明らかとなりました。

現代の気候変動・環境変動を理解するためには、気象観測記録を遡って過去の気候・環境情報を読み解くことが重要です。この成果は、東アジアにおける気候変動メカニズム、先史時代における琉球列島のサンゴ礁環境の変遷史を理解するうえで重要であると考えられます。

発表の内容

現在の沖縄の気候は東アジアモンスーンの影響を受けて、冬季には北⾵が強まり、夏季には暖かく湿った南⾵が卓越します。東アジアモンスーンの変動様式を理解するために、近年、中国の⽯筍や東アジア周辺海域の深海堆積物の解析が盛んに⾏われており、過去数万年の東アジアモンスーン変動の記録が蓄積されつつあります。しかし、これらの古気候記録は時間分解能（データの時間間隔）の限界から、数百年〜数千年スケールのモンスーン変動を捉えるのにとどまっており、モンスーン変動の季節変化や年変化を明らかにした古気候記録はこれまで報告されていませんでした。

琉球⼤学理学部の浅海⻯司准教授（研究当時、現 東北⼤学⼤学院理学研究科 准教授）、藤⽥和彦教授、新城⻯⼀教授、本郷宙軌ポスドク研究員（研究当時、現 和歌⼭県⽴南紀熊野ジオパークセンター 副主査研究員）、元学部⽣の善村（⽻野）夏実⽒、⿃⾕部浩⼈⽒、嶺井翔伍⽒、琉球⼤学⼯学部の坂巻隆史特命准教授（研究当時、現 東北⼤学⼤学院⼯学研究科 准教授）らの共同研究チームは、沖縄県で最も都市化が進んだ那覇の沿岸環境が過去（先史時代）から現在にかけてどのように変わっていったのかを明らかにするために、那覇市若狭公園の地下に埋められていた昔のサンゴ礁堆積物を掘削し（図1）、その中から⼤型のハマサンゴ（図2左）の⾻格化⽯を採取することに成功しました（図2右）。このサンゴは明瞭な年輪を形成し、その⾻格中の化学組成は過去の海洋環境に影響を受けることから、過去の海洋環境を復元するための指標となることが知られています。放射性炭素年代測定によって、採取されたサンゴ化⽯（2試料）は約4400年前と約4900年前に⽣息していたことが明らかになりました。

細かい時間分解能の実現：研究チームは、琉球⼤学理学部の同位体・微量元素分析システムを⽤いて、海⽔温と塩分の指標となる⾻格中の安定酸素同位体⽐（δ¹⁸O）と海⽔温の指標となるカルシウムに対する微量元素（ストロンチウムやウラン）の含有率（Sr/Ca・U/Ca⽐）を世界⽔準の精度と確度で分析し、1データあたり1〜2ヶ⽉という従来よりも細かい時間分解能の海⽔温と塩分の時系列データを構築することに成功しました（図3）。

従来扱われてきた堆積物や鍾乳⽯といった他の古気候試料では数年〜数⼗年の時間分解能が⼀般的であるのに対して、本研究のサンゴ⾻格の古気候記録は季節性というより細かい変化まで検出できる点が特徴です。また、これまで琉球列島で報告されてきたサンゴ化⽯の古⽔温記録は20年程度であるのに対して、本研究で得られたサンゴの時系列データは最⻑で53年間であり、当時の東アジアモンスーン変動の季節変化や年変化を⻑期的に評価できる初めての古気候記録と⾔えます。

約4400年前の気候詳細復元：読⾕沖で採取された現⽣サンゴの化学組成データと⽐較すると、サンゴ化⽯のデータは、沖縄の先史時代にあたる約4400年前の海⽔温が現在より約1℃低く、塩分が0.5〜0.7 psu（practical salinity unit（実⽤塩分単位）の略。従来⽤いられてきた絶対塩分単位（パーミル、‰）とほぼ⼀致する。）⾼かったことを⽰しています。これまでの研究により、約4千〜5千年前の琉球列島の気候は、現在と同じかやや寒冷な気候状態であったと考えられており、本研究の結果は、これまでの気候変動の記録と⽭盾はありません。さらに、時系列データからモンスーンの変動成分を抽出して解析したところ、当時のサンゴ礁内の海⽔温は現在よりも変動幅が⼤きく、特に冬季の海⽔温が平年値よりも⼤きく変動する異常な状態が頻繁に起きていたことが明らかとなりました（図4）。このことは、当時の東アジアモンスーンが特に冬季に強まっており、沖縄本島の気象の変化に現在よりも⼤きく影響を与えていたことを⽰しています。

今回のサンゴ化⽯の時系列データには、モンスーンだけでなくエルニーニョ現象や数⼗年規模変動の周期成分も含まれており、それらが東アジアモンスーン変動の強弱にどのように影響したのか、さらなる調査が必要です。琉球⼤学と東北⼤学の研究グループは、琉球列島の気候変動とサンゴ礁の形成史との関係性について研究を進めており、今後の成果が期待されます。

用語解説

注）東アジアモンスーン
ユーラシア⼤陸と太平洋の間に季節的に⽣じる熱量の違いによって形成される気象現象。この結果、沖縄では冬季には北⾵が強まり、夏季には暖かく湿った南⾵が卓越する。

論文情報

著 者 名：Ryuji Asami*, Natsumi Yoshimura, Hiroto Toriyabe, Shogo Minei, Ryuichi Shinjo,Chuki Hongo, Takashi Sakamaki, and Kazuhiko Fujita （*責任著者）
論⽂表題：High-resolution evidence for middle Holocene East Asian winter and summer monsoon variations: Snapshots of fossil coral records
掲載雑誌：Geophysical Research Letters
掲載年⽉：2020年8⽉
DOI：10.1029/2020GL088509

問い合わせ先

東北⼤学⼤学院理学研究科地学専攻
准教授 浅海 ⻯司
TEL：022-795-6616
E-mail：ryuji.asami.b5[at]tohoku.ac.jp
＊[at]を@に置き換えてください

Posted on：2020年9月15日