名古屋大学加速器質量分析計業績報告書. XXIII.
2012.
0314C 年代から暦年代への較正に関連する諸問題
Problemsrelatedwithcalibratio
nof14Cagetocalendardate
中村俊夫 1 ・増田公明 2 ・三宅芙沙 2

永冶健太朗 2

吉光貴裕 1t,ToshioNAKAMURA K
imiakiMASUDA2, FusaMIYAKE2, K四旬roNAGAYA2 血dT比油iro YOSHIMITSU'1

名古屋大学年代測定総合研究センター (C田町 for Chronologicalresearch, NagoyaUniv聞ity)z 名古屋大学太陽地球環境研究所 (Sol紅ーTerrestrial E
nvironmentLaboratory, NagoyaU国V町sity)*Corr田pondence 如・ Toshio Nakamura;E‑mail:nakamura@nendai.
nagoya‑u.
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Kのもvords: radiocarbonage, acceleratormassspectr・'ometry， dendrochronology, 14Ca
gecalibration,

carbonr，回'ervoir
1.はじめに

最近では，さまざまな年代測定資料について得られた 14C 年代について14C 年代から暦年代への較正(換算)は不可欠なものとなっている。暦年代較正には，資料を産した炭素リザーパに応じていくつかの較正データが使い分けられるロ北半球中緯度に位置する日本の資料の 14 C 年代は，一般に世界標準の暦年代較正データ IntCa104IIntCa109 (Re出町 et a1.2004;2009)を用いて較正される。IntCa1は，主として北米や欧州産樹木の年輪を用いて作成されたものである。一方で，国立歴史民俗博物館，名古屋大学，山形大学では，さまざまな日本産の樹木について年輪年代と 14 C 年代の関係を調査し ， IntCal との一致度を比較してきた。これまでに日本の研究グループにより調べられた年輪試料の暦年代範囲は，現在から 3000 年前までのうち，飛び飛びで 2000 年間程度の範囲であるが14 C 測定の誤差範囲内でほとんどの暦年代範− 69 −

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03囲でIntCal データと調和的である。しかし，一部の範囲(紀元 1 世紀から 3 世紀)では顕著なズレが生じていることが明らかになった(尾寄 2009) 。この顕著なズレの時期は弥生後期から古墳中期に含まれている。すなわち，弥生後期から古墳中期にかけては， Int
Cal04lInt
Cal09を較正に使うかぎり， 14C 年代測定法では日本産資料の暦年代を正しく推定することができないことになり，日本の考古学研究，歴史学研究に大きく支障をきたすことになる。国立歴史民俗博物館では，日本産試料独自の較正データ(J-Cal) の整備が進められてきたロ名古屋大学では，年代測定総合研究センターと太陽地球環境研究所との共同で，奈良県産の杉巨木，屋久島産の屋久杉巨木を用いて，過去 2000 年間の暦年較正データの検討を進めているところである。

2. 14C 年代の暦年代較正の現状
古文化財資料や考古学資料の編年を研究する場合，まず始めに明らかにしたいのはそれぞれの資料の暦年代である。文献史学などの古記録の情報から暦年代が明らかにできない場合には，理化学的な年代測定法，例えば年輪年代測定法や 14 C 年代 ìJlU 定法などが適用される。年輪年代法では，誤差なしで年輪年代(暦年代)が推定できるが，樹種，生育した地方，さらに樹木の年輪数などについて制限がある(光谷

200 1)。他方，さまざまな資料について直接測定が可能な 14C 年代は，資料の暦年代から明らかにずれることが知られている(中村 2007) 。
歴史に刻まれる 1 年は地球が太陽を 1 周するのに要する時間であるのに対し14C 年代の 1 年

は閉鎖系にある炭素中の 14C の個数が 0.012%減少するのに要する時間である(l4c の半減期を5730 年とした場合)。
そこで14C 年代から暦年代へ換算するために，国際的な 14C 年代測定グループは，樹木年輪や海底堆積物の年縞の計数及びサンゴの U-Th (ウランートリウム)年代測定から得られる年代を暦年代に相当するとして，暦年代とそれらの試料の 14C 年代の対応関係を調べてきた。両者の対応関係がわかれば14C 年代から暦年代への換算ができる。 30 年近い歳月をかけた研究の成果が，全世界的に 14C 年代から暦年代への変換に使われている 14C 年代較正曲線の最新版
IntCal09 あるいは古い版であるIntCal04 やIntC叫98 データセットである。IntCal98 からIntCal04への改訂に際しては，較正データセットを構成する個々の測定データのスムージングが取り入れられ，さらに，環境中の炭素リザーパを大別して，それぞれについて較正データが用意された。すなわち， IntCal041IntCal09 は，北半球の陸上植物の 14C 年代についての較 E データであり，その他に ， SHCal04 (南半球の陸上植物用)， M町泊e09 (海産物用)， UW-s泊.gle-year-98(北半球の陸上植物用，ただし，単年毎の 14C データ)がある(図 1)。資料の 14C 年代を暦年代へ較正する場合には，これらの 4 つのデータセットの一つを選ぶロそのほか，陸産物と海産物を混合して食資源として生長した人類などの動物骨試料の場合には，陸産食資源と海産食資源の摂取の混合割合に応じて組み立てた較正データである Mixed-Marine-NH (海産物と北半球陸産物をある割合で混合して食した場合)あるいは Mixed-M町恒e-SH (海産物と南半球陸産物をある割合で混合して食した場合)を用いることができる。なお， 2009 年末には，最新の較EデータセットIntCal09， M町恒e09 が公開された。IntCal09 では， IntCal04 における 12 四l回P から 26 cal 回P の年代区間の若干の修正と， 26cal 回P-50cal kBP の年代区間の追加であ− 70 −

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る。

12 cal kBP よりも新しい年代区間についての変更はない。最新の較正データセット

IntCa104/IntCa109 の詳細については， Radiocarbon 学会のホームページ( www.
radiocarbon.
org)を参照されたい。

(1)IntCal09 ,N(5)
MixedarineNH(3)SHC
a104(4)M
avfne09S
図 1

現在，国際的に提供されている較正データセット(1) 北半球陸産物試料: IntCa109 , U WS
ingleyear98 ,(2) 南半球陸産物試料: SHCa104 ,(3) 海産物試料: Marine09 ,(4) 北半球陸産物試料と海産物試料の混合: MixedM
arineNH ,(5) 南半球陸産物試料と海産物試料の混合: MixedM
arineSH3. 名古屋大学における取組宮原ほか (2005) ，三宅ほか (2012) や吉光ほか (2012) は，奈良県室生寺から採取されたスギ材から AD1617~AD1739 の年輪を，また鹿児島県屋久島で伐採された 2 本の屋久杉のうち，小型屋久杉から ADI413~ADI615 及び大型屋久杉から ADI46~AD lO72 の年輪を選別し1 年輪ごとに分割して 14C 濃度を測定した(図 2) 0 Miyaharaeta.
l(2006) はこれらの年輪データをもとに，過去の太陽活動の強弱変動の周期を解析している。日本産樹木年輪のこれらの 14 C 測定によると，

日本産樹木の 14 C 年代は ， IntCa109 が示す 14 C 年代に対して ， AD146~AD lO72 の年輪で、+24.7 :t 30 .4 14 C 年 ， ADI413~ADI615 の年輪で、+15.9 :t22.1 14 C 年 ， AD1617~AD1739 の年輪で+5 .3:t24.0 14 C 年ほど古い年代側へのずれが見られた。同じ年輪年代について，日本産樹木の 14 C 年代の IntCa109 の 14 C 年代からのずれの大きさを図 3 に示す。図 3 には，また ， SHCa104 の 14C 年代の IntCa109 の 14 C 年代からのずれの大きさを合わせて示した。日本産樹木の 14 C 年代と IntCa109 の 14 C 年代のずれは14 C 年代のばらつきの範囲内ではあるが，日本産の樹木の方が IntCa109 に比べて古い 14 C 年代を示す傾向にあることが明らかである。こ− 71 −

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れらのずれは14C 年代較正の正確度にかかわる大問題であり，今後，高精度のデータを蓄積し詳細な検討が必要である。なお，これらの比較検証には，年輪年代法により暦年代が確定された木材試料を用いている。

IntCal0914Cage(BigYaku)
14Cage(SmallYaku)
14Cage(Muroji)
SHCal04

2000(仏国)

1500

ど叶 1 000
υ

マ500。
。

図2400

800

1200

較正年代(calAD)

1600

日本産スギ材年輪の 14C 濃度と IntCal09 及び SHCal04 との比較 (AD 146‑AD1739)

4. IntCal と J-Cal
大気の循環により局所的な大気中二酸化炭素の径時的な 14C 濃度変動が起こることが HuaandBarbetti(2007) により指摘されている(図 4) 。東アジア周辺は，夏季には太平洋高気圧が発達するため海洋気回の影響を受け，逆に冬季にはシベリア高気圧の発達で大陸気団の影響を受ける。南半球の低緯度からもたらされる海洋気団に影響を受けると，その影響を受けて育つ陸上植物の 14C 濃度は相対的に低くなる。こうして，夏季に太平洋高気圧が異常に発達する気候が数年~数十年間継続することがあれば，東アジア地域で生育した陸上植物に14C 濃度が相対的に低い(すなわち，これらの植物の 14C 年代が通常の北半球陸産植物の 14C 年代よりも古く得られる)期聞が発生しうることになる。日本は北緯 30 度以北にあるが，夏季には熱帯収束帯 (inter tropicalconve屯ence zone;ITCZ) の北端境界付近に位置する(図 4) ことになり，上記のような影響を受ける可能性がある。

− 72 −

名古屋大学加速器質量分析言十業績報告書， X
XIII , 2012.03

SHCal‑lnt
Cal
Mur句 ト IntC a l

150

Yaku‑small‑Int
Cal
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Cal..-司、vl"ｭ>‘50FJmwυ
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‑50‑100

0400

800

較正年代
図 31200

1600(calAD)

日本産樹木 14C 年代および SHCal04- 14 C 年代の IntCal09- 14C 年代からのずれ。。

Figur
e3. Meanposit
ionsoft
heITCZforJanuar
yandJulyan
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lati
ontogetherings
ites(c i 陀 les) us
edforthediscussi
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ionsofa
tmosphericstations(squares)and 廿ee rtH isacenterofhighatmospheric pressure, andL i
sacenteroflowa
tmospher
icpr
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Atmospher
icstationsindicatedareF, Fruholmen;V, Vermunt;S, SantiagodeCompostela;1, lzaa;D,Dakar;NJ , NewJersey;N, N'Djamena;andDZ, DebreZei.
tTreeringsitesindicatedareA, Agematsu;
iakandKyeryong;DI , DoiInthanon;M, M
andla;andS, S
aigon.AdaptedfromLinacre
CK, MountsChandGeerls(1997].Copyright1
997TaylorandFrancis.Reproducedbype口凶 ssion ofTaylorandFrancisBooksUK

図 4

夏季 (7 月)における平均的な風向と熱帯収束帯(ITCZ) の北への偏り− 73 −

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南半球低緯度の海洋気団の影響を受けて育つ陸上植物の 14C 濃度は低くなる。そうすると，北半球で育った陸上植物でも，気候変動に応じて ， IntCal09 較正データが使えない期聞が発生しうる。通常，北半球中緯度に位置する日本に産する 14 C 年代測定試料は ， IntCal09 を用いて暦年代へ較正可能であるとしているが，国立歴史民俗博物館 (Sakamoto etal.2003 ，尾寄ほか2009) や名古屋大学(中村ほか 2004) の指摘にもあるように，日本の樹木がIntCa109 からずれる期間(例えば，紀元 1 世紀から 3 世紀)があることがわかってきた。 14C 年代の暦年較正を正確に行うためには，国立歴史民俗博物館を主として行われてきた日本版の較正データ

σ-Caりの作成を急ぐ必要がある。また，名古屋大学でも，屋久杉年輪を用いて日本領域内の 14C年代ー歴年代換算データの作成が粛々と行われている。

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104te町四回al radiocarbonagecalibration, 0・26 calkyrBP.

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