名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

チベット高原南東部プマユムツォ湖大島から採取した土壌(陸成堆積物)の 14C 年代測定
Radiocarbo恒 dating ofHolocenesoil
sfromanisland 担 Lake PumoyumCo(sou曲eastern TibetanPlateau)

渡漣隆広 1・.中村俊夫人西村弥亜 3 ・松中哲也 3 .酒井貴悠 4 •堀内一穂 4. Xi曲 LIN 5 ・奈良郁子 1 ・掛川武 1 ・ LipingZHU 5Takahir'
OWATANABE ペ T'Oshi'O NAKAMURA
2, MitsuguNl
SHIMURA3, TetsuyaMATSUNAKA3,44 i
5Takahir'
OSAKAI , Kazuh'OHORIUCHI , Xa'
OLIN , Fu血血'0 W
atanabeNARA1,Tak田:hi KAKEGAWA1, LipingZHU51

東北大学大学院理学研究科・42

名古屋大学年代測定総合研究センター・ 3 東海大学海洋学部・

弘前大学理工学部・ 5 ChineseAcad田y 'OfScience, P四ple's Republic'OfChina

GraduateSch'O'Ol'OfScience , T'Oh'OkuU:凶versi臥 6-3 AramakiAz
aA 'Oba, A 'Oba-ku, Sendai980-8578 , Japan.
12C田ter f'OrChr'On'Ol'OgicalResearch, Nag'OyaU:凶versity， Furo・ch'O， Chikusa, Nag'O
ya464・ 8602， Japan.

cienceandTechn'Ol 'Ogy, T'OkaiU:niversity, 3‑20‑
1Orid'O, Shi皿izu， Shizu'O
ka424-8610 ,3Sc
h'O'OI'OfMarineS
Japan.

'Faculty'OfScien田姐d Techn'Ol 'Ogy, HirosakiU:niversity, Bunky'O-ch'O，回r'Osaki 036-8561 , Jap姐.
5 Ins ti加旬'Of Tibe国且 Plateau Research, Chines
eAcademy'OfSciences, N'O.
18Shua且gqing R'Oad, Haidi阻District, Beij担g 100085 , P回ple's Republic'OfChina.
'Con四'Ponding author. ιmail: t-wa臼nabe@m.ωins.tohoku.acjp.

Abs仕actS'Oi
lsamplesfr'Om 皿 85-cm-l'Ong 叩E出u'ous se
cti'On(PY608ES , OS09‑B)w悶 c'Ol1田旬d fr'Om 姐isla且d 血 Lake Pum'OyumC'
O (s'Ou也巴掴tern Tibeta且 P1ateau， ‑5020m 副1). T'O田tima旬 past environm四国l∞nditi'Ons 'OfLake Pum'Oyum C'O duringthe H 'Ol 'Ocene , we ana1yzed 1
4C ag<田， stablecarb'Onis'Otopec'Omp'Ositi'Ons，血d tota1'Org:阻ic carb'Onlto凶出回gen (TOC汀N) atomicrati'Os'Of 也e s'Oilsample湿The 1
4
C

measurementswereperf'
Onnedwi由由e Tande'仕on acceleratormasssp印加me甘y syste
mat 由e Centerf'Or'On'OI'Ogica
1Research, Nag'OyaU:nivぽsity. The1
4Cc'Oncen位atJ.'On m 也e surfacelayer(101perc回tm'Od町E
Chr四rb'On; 5‑10cms'Oildep白)w剖 nearly m'Odem.A 14Cchr'On'Ol'Ogy'Ofs問uence indicatedthatc'Ontinu'Ou
ss'Oil'O
pmentbegan'Onthei
slan
dinLakePum'OyumC'Oatca.5000‑6000c
alBP(at63cms'Oildepth, thet'Opdev
el'Ofagravellay町)τE田e 田S叫ts mayre盟国t adeα'ease 血 the lakelev
elin 血emiωle H'OI'O田ne. Theage'Ofthe 'Obv
i'Ous li也'Ol'Ogic b'Oun伽ry (ca. 5000・6000 cal BP) ∞rresp'Ondsωthe end'OfH'Ol'Ocenec
limate叩'tJ.mum.

KeyI仰rds: llbetanPlateau;・ radiocarbon dating, soil, LakePu
moyumCo, Asianmonsoon, climatechange− 80 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

1.はじめにアジア地域における環境変動メカニズムの解明を目的として、湖底堆積物等を用いたチベット高原における環境変動解析が進められている (Lis伽 et al., 1991;Wangeta1., 2002;Jieta1., 2005;Morill006;Juya1eta1., 2009) ロしかしながら、チベット高原は標高が極めて高く(平均-4500m) 、etal., 2厳しい環境下にあるため、最終氷期を含む連続的な環境変動解析に関する研究は数件の報告例に限定される(百ompson eta1., 1997) 。特にチベット高原南東部における古環境変動記録は極めて少ない。チベット高原南東部に位置するプマユムツォ湖 (28 0 34'N， 90"24'E) は、湖面標高 5020m、表面積 281km2 、最大水深約 65m の高山湖であり、この規模の湖としては世界で最高の高度に位置する (Mitam町a etal., 2003;M旧法ami eta1., 2007) 。現在、チベット高原南東部はモンスーン活動の影響下にあることから (Wang eta1., 2002;Zhangeta1., 2006) 、プマユムツォ湖およびその周辺域は過去のモンスーン活動の消長を復元するための重要な研究フィールドであると考えられる。 2001 年、2004 年および 2006 年に湖底から約 4m の柱状堆積物 (PY104PC， PY409PC , PY608E-PC) が採取され、過去約 19000 年間に亘る環境変動および生物活動の復元が西村ら (2003 ， 2007) により進められている。 PYI04PC ・ PY409PC の放射性炭素年代測定結果については、 Wa旬且abe eta1.(2008)および渡塗ら (2008) により報告されている。過去の環境変動を高精度で定量的に復元するためには、1点のみではなく、異なる地点で採取した試料を用いて総合的に環境解析を進めることが重要である。
現在のプマユムツォ湖の最大水深は約 65m であるが、モンスーン活動の変遷、温暖化に起因する山岳氷河の融氷、もしくは地殻変動等により過去のプマユムツォ湖における湖水面は大きく増減してきた可能性が考えられる。プマユムツォ湖北東部の大島には、最低でも 60cm 以上の土壌層(陸成堆積層)が存在しており、これらの土壌層の発達過程および形成年代を知ることにより、過去の湖水面変動を復元することが可能である。本稿では、 2006 年 8 月および 2009 年 7 月にプマユムツ
ォ湖の大島において採取した土壌試料 (PY608E8， 08090630-B) の放射'1生炭素年代値について初期的な結果を報告する。

2. 鼠料と分析法

2009 年 7 月、プマユムツォ湖・大島の湖岸付近 (28034'52'N， 90028'55"E;alut11de， ~5020m asl) において土壌断面から試料 (PY608E， 08090630・.ß; Figt江田 1 and2) を採取した。磯および植物の根を除去するため、採取した土壌試料はクリーンベンチ内において飾いがけを行い、 20阿E 以下の粒子を回収した。回収した 20凹1 以下の粒子に1.2N-HCl を加え、炭酸塩除去作業を行ったロ塩酸処理後の試料は、 CuO、 Ag とともに 850.C で燃焼し、真空ラインを用いて CO 2 ガスを精製した。次に CO2 ガスを、 Fe を触媒として H2 により還元させグラファイトとし、 14 C 測定用ターゲットを作製した。 14C ìIIU 定は名古屋大学タンデトロン加速器質量分析計 (HVEE， ModeI4130) を用いて行われたロ得られた 14C 年代をIntCal04 (Reimereta1., 2004) により暦年代に較正した。また、安定同位体比質量分析計 (F恒国gan， MAT-252) を用いて、塩酸処理後の土壌試料の安定炭素同位体比 (õ日C) を測定した。

− 81 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

II80ilsamp協LakePumoyumCo

28ﾟ9rn

1. PY608E828ﾟ6rn

2. 08090630・B28ﾟ3rn28ﾟOrn9002<
ﾈ9008<
ﾈ

90C
14CE

90C
10
ﾕ:Figure1. Mapshow
ingthelocationofLakePumoyumCoonthesoutheastemT
ibetanPlateau, andt
hesamplin
gsiteofsoils(PY608ESandOS090630・B) ont
heB
igIs
land(IslandNo.1 , 28 0 34'52"N, 9002
8'55''E)int
helake.

Figure2. PhotographofthestratigraphyofthenaturalexposureontheBigIsland(IslandNo.
1)inLakePumoyumCo.

− 82 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

3. 結果と考察

PY608ES および OS090630-B 土壌試料における粒径 20μm 以下の粒子中に含まれる全有機態炭素(TOC) の較正年代の鉛直分布を Fi思rre 3 および Figure4 に示す。 PY608ES における土壌表層(深度 5・ 10 cm) の年代測定結果は、 101 P町四t modernc
arbon(pMC)であり、現代の大気中二酸化炭素の放射性炭素濃度 (-108 pMC, Morriletal., 2006) に近い値を示した (Fi伊re 3)
0 PY608ES の土壌層下部、深度 45-50 cm における 1σ 較正年代範囲は 4000-4150 c
alBP であった (Fi思rre 3) 。また、
OS090630-B の磯層と土壌層の境界(深度。Ocm) における 1σ 較正年代範囲は 4850-4950ωlBP であった (Figure 4) 。較正年代に基づいて算出した PY608ES および OS090630-B における堆積速度はおおよそ 10 cm勾r であることが明らかになった。両試料において、磯層中の粒径 20 凹n 以下粒子の較正年代 (1100-2850 calBP) は上層(土壌層)の値と比較し 3700 年以上若い年代を示した (Fi伊re4 および 5) 。磯層は間隙が多く、上層もしくは側面から 2 次的に粒子が混入し、より新しい年代値を持つ有機炭素によって試料が汚染された可能性が考えられる。
PY608ES 土壌試料における粒径 20 阿n 以下粒子中 TOC 含有量、 TOC庁Naω凶 c ratio および全有機態炭素の安定炭素同位体比 (õ 13 C) の鉛直分布を Figure 5 に示す。土壌表層の叩 C 含有量(深度5・ 10cm、 37 .5 m時世y soiJ)は下層の値(深度 25・50cm、 12.5・ 12.8 mg/gdrysoiJ)より高い値を示した。 PY608ES 土壌試料の TOC汀N atomicratio (9 .4から 11) およびõ 13 C 値 (-23 .5%。から -24.7%0)
は、全土壌層にわたり大きな変動はみられなかった (Figure 5) 。また、これらの値はプマユムツォ

湖周辺における土壌試料の TOC庁N およびõ 13 C 値 (TOC汀N， -8ー9;813c， ~23%。，西村ら、 2007) とよく一致した。

Calib問ted age(阻 I kaBP)

42。

6PY608ESr
2=0.99aa『nu(EO)ZHa
白oy=9.71x+6.
5
240

6060

80

80ー5800 calBP

Gravellayer

hePY608ESsection.τbe solidlinei
stheFigure3. Calibr
ate
dage
sofTOC(<20 阿n) 企om tregr
essionlin
eforthecal伽'ated agωof TOC(filleddiamonds)fromthesoilsample
sfromgeobtained 企om thesamplea
tthelithologic
5‑50cmdepth.Theopendiamondindicates 也e abOUll<白ry (60‑63cmdep也).

− 83 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

Calibratedage(伺 I kaBP)
2。

4608090630・B

倒5∞0 凶 BP凋『nu(EO)Fba
口ω

y=10.33xｭr2=0.9620

604060 十号
Gr百vellayer

8080

Figur
e4. Calibratedage
sofTOC(<20 阿n) fromtheOS090630・B section.Tbesolidlineis
白e regr
essionlin
efor 血e calibratedage
sofTOC(filleddiarnonds)fromt
hesoilsar
nple
sfrom

eopendiar
nondindicatestheageobtaine
dfrom 也e sarnpl
eat 也e gr
avel
15‑
50cmdept
h.Tblayer(60cm抑制
PY608ES 試料における磯層と土壌層の境界(深度 63 cm) の年代に関しては、上層 3 点の年代測定結果に基づく堆積速度から、おおよそ 5800 四1 BP であると推察した (Fi思Ife 3) ロ PY608ES および OS090630-B の年代測定結果から、少なくともプマユムツォ湖大島の土壌はおおよそ 6000-5000calBP 以降に形成された可能性が高い。しかしながら、土壌に含まれる有機成分を放射性炭素年代測定に使用する際には、その生成・分解過程および有機炭素の滞留時間を考慮する必要がある(Wi血getal., 1996;Fr，油田宮 et al., 2009) 。本研究で放射性炭素年代測定に用いた土壌中の有機成分は、生成・分解過程の途中であることが否定できず、磯層と土壌層の境界年代として得られた結果 (6000-5000四lBP) は最も小さな数値 (minimum age) であるとして解釈を進める必要がある。さらに、土壌に含まれる有機成分の供給源に関する考察を進めることも必要である。

プマユムツォ湖大島における礎層は、現在の大島湖岸付近が水面下であった時代に形成された湖成層である可能性が高い。約 6000・5000 calBP は完新世の気候最適期(ヒプシサーマル期)の終末

年代 (W:姐g etal. , 2008) に相当する。インドモンスーンの活動低下は約 8000 c
alBP 以降であることが報告されている (Fleitmann etal. , 2003) 。チベット高原西部においても、約 7000-5000 calBP 以降における降水量の減少が報告されている (Ga悶姐dv血 Campo， 1994)。従って、約 6000-5000 叫 BP以降において、モンスーン活動の低下によりプマユムツォ湖における湖水面が低下し、その結呆、現在の大島湖岸付近に土壌(陸成堆積層)が形成された可能性が考えられる。本研究により得られた土壌(陸成堆積層)形成開始年代は、プマユムツォ湖の湖底堆積物コア試料の放射性炭素・安定炭素同位体分析結果に基づく有機物供給源の変化時期(陸上由来有機物の糊内への供給割合が増加した時期)とも良く一致する(渡漫ら、 2008) 。今後は、プマユムツォ湖大島から採取した土壌試料の OSL 年代測定等を実施し、その結果と放射性炭素年代値とを比較することにより、詳細な解析へと繋げていくことが期待される。

− 84 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

Figur
e5.TOCconcen:回tions， TOC庁N atomﾎcratios , ands
tablecarbonisotoperatios(13c)ofTOC 泊白.e P
Y608ESsoilsamples.Th
efilleddiamondsshowt
heresults 丘orn 5‑50crnsoi
ld巴:pth，組d 血e opendia血onds show 也e rl凶ul臼企orn 血e lithologicboundary(60‑‑63crnsoildepth)
.

4. 結論

(1) 現在のプマユムツォ湖・大島湖岸に見られる土壌層(陸成堆積層)は約 6~5 千年前以降に形成された可能性が高い。
(2)

約 6~5 千年前以降における湖水深の低下により湖底面が露出し、土壌(陸成堆積物)が発達した可能性が考えられる。

謝辞名古屋大学年代測定総合研究センターのスタップの皆様には、試料調製に際して大変お世話になりました。試料採取に関しては東海大学および中国科学院チベット高原研究所を中心とするチベット・プマユムツォ学術調査隊の皆様に深く感謝申し上げます。本研究の一部は、文部科学省科学研究費補助金(特別研究員奨励費 NO.20-4967、研究代表者:渡遁隆広)の援助により行われました。

引用文献

1) GS.Lis附 et a1., Palaeogeogr.Palaeoclimato.
lPalaeoecol.84, 141(1991).
2)R.L.Wangeta1., EarthP
lanet.Sci. μtt. 203, 461 (2002).
lanet.Sci.Lett.233 , 61 (2005).
3)J.J
ieta1., EarthP4)C.M
orrilleta1., Quat.Res.65, 232(2006).
5)N.Juya1etal., J.A
sianEarthSci.34 , 437(2009).
6)L.G Th
ompsonetal., Sci四回 276， 1821(1997).
ta1., Limnology 4, 167(2003).
7) O.Mi旬血ura e− 85 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.038)T.Murakamietal., Limnology8 , 331(2007)9) w. z凶且g eta1., Q
uat.Int.154・155， 32(2006).
10) 西村ら， 2001 日中共同チベット・プマユムツォ湖学術調査・研究報告書. pp157(2003).
11) 西村ら， 2004 日中共同チベット・プマユムツォ湖学術調査・研究報告書. pp127(2007).

.Wa旬且abe etal 陀rh.lntemat. 防陪in. Limnol.30, 611 (2008).
12)T13) 渡遺ら、名古屋大学加速器質量分析計業績報告書 X医， pp51(2008).

adiocarbon46 , 1029(2004).
14)P.
J.Reim町 et a1., R.Wangeta1., Qua.
tRes.45, 282 (1996).
15)Y16) M.F
rbergeta1., Geoderma149, 181(2009).
17)

玄 Wang eta1., Na仰即 451 ， 1090(2008).

ta1., Science300, 1737(2003)
18)D.F1eitma且n e19)F.Gasse 阻d E. v姐 Campo， EarthPlanet.Sci.Lett.126, 435(1994).

要旨

アジア地域における過去のモンスーン活動を復元するため、 2006 年および 2009 年にチベット高原南東部に位置するプマユムツォ糊の大島 (28 0 34'52''N， 90OZ8'55"E;a1titude , ‑5020m asl)において、土壌(陸成堆積層)形成に関する現地調査および土壌試料採取を行ったロ現在の大島湖岸付近に、磯層と土壌層の明瞭な境界が見られる露頭を発見し、名古屋大学年代測定総合研究センターにおいて、大島から採取した土壌試料の放射性炭素年代測定を行った。本研究により、プマユムツ

ォ湖・大島の湖岸付近における磯層と土壌層の境界年代は約 6000・5000 ca1BP であることが推察された。磯層は、現在の大島湖岸付近が水面下であった時代に形成された可能性が高い。約 6000-5000
回lBP は完新世の気候最適期(ヒプシサーマル期)の終末年代に相当するロ従って、約 6000-5000 ca
1

BP 以降におけるモンスーン活動の低下により、プマユムツォ湖の湖水面が低下し、現在の大島湖岸付近に土壌が形成された可能性が考えられる。

− 86 −