名古屋大学加速器質量分析計業績報告書， XXIV, 2013.
03

パラオ海溝の深海 6500m に存在する石灰岩体の溶解Dissolutio
noflimestoneblocklocatedat6500mdepthofthePalauTrench
坪井辰哉 l' ・和田秀樹 2 ・中村俊夫人松崎浩之 4 .大社菜穂 5 ・藤岡換太郎 6 ・小栗ー将 6 ・北里洋6

Ta回ya Tsuboi1, Hid由 Wada ， ToshioNakam町'a ，国royuki Matsuzaki4, Naho0箇可15，23

Kan紐roF吋iokd， kzmasaogd， Hm曲i Ki個zato6l 静岡大学大学院理学研究科(Graduate SchoolofSci田町 Shizuoka U:凶V四i勿)z 静岡大学理学部地球科学科(Institu旬 of Geosciences，他国国kaUniv，町ity)
3 名古屋大学年代測定総合研究センター (Center forChronologicalR，田町ch， NagoyaUniversity)
4 東京大学大学院工学系研究科(Gradua旬SchoolofTechnology， τbe U:凶versity ofTokyo)
5 新潟大学大学院自然科学研究科(白叫国.te SchoolofSci四国血dT，田凶ology， Nüg醐 U凶versity)

orMarioe-E町也 Science andTechnology)
6 海洋研究開発機構 σap岨 Agency f*Corresponden間的: Ta:回ya Tsuboi;E‑mail:rO I34010@ipc.shi周回ka.叫.jpAbstract
τbel町ge limesωneblockw描 found at650伽ldep也 ofPalau Tl田nch in1993.TheS
riso旬pic ageof也is limestoneshowst
heaccumu1a也on ag
eofla:句 Mioc田e. Using 也esubm悶ible Shinkai6500, wereport 也e

14 C d町田ity ofseawat町∞Uec凶 aro皿d 世le largelimes伽e blockon 由el阻dw町d slopeofthePalauTrench, ataround650(加 depth， whichi
ssigni自国且tly d句Pぽ血血1 白ec田bona:句 comp田sation dep由 (CCD). AMS}4Cmea阻即n田ts ofdissolv
edinorgani
cc町bon (DIC)ex仕配旬d 問'vealed valuesaslow 描

295%0. I
tis 田鶴田崎d血at 白is valueisp田d町田n阻tly 回usedby 白e dissolu
tionfromt
helimesωneblock.

要旨1993 年の“しんかい 6500'潜航の際に、パラオ千毎溝陸側斜面の水深 6500mの海底に巨大な石灰岩岩体を発見した。この石灰岩体は、炭酸塩補償深度 (CCD) 以深に分布している。 Sr 同位体比年代曲線による石灰岩の堆積年代は，およそ後期中新世であると推定されるロまた，石灰岩露頭近傍の海水の溶存無機炭素の AMS}4C ìJlU定の結果は、Ll. 14C 値で-295%。を示した。この値は、深海の海水の 14C 濃度よりも低い。この低い 14C 濃度の原因は、 CCD 以深の環境における石灰岩からの炭酸塩の溶解によって、石灰岩露頭近傍の海水に 14C を含まない炭酸イオンが供給されることによるものであり、局所的ではあるが、深海の炭素循環の新たな供給源の実態を示すものである。

Keywonお: Pa/
au1'1官官h， Deep‑waterL抑制'one， DIC, L1 14C, Srisotopicage
キーグ-，..~:パ7:J"1i事裁・薬品事石灰岩，縁者F無灘炭素 L1 14 C， Sr1pft− 73 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書. XXIV.2013.
03ι且旦盈巴海洋表層で生成された炭酸塩粒子(主に炭酸カルシウム)は、海洋深部に沈降する過程で、化学的平衡状態の変化によって溶解を始める。この深度を炭酸塩補償深度(伺rbonate ∞mpen鎚tion depth;CCD) と呼ぶ。 CCD は、水温・水圧・飽和度に関係して変化する。東部赤道太平洋における CCD は、水深 4500m 付近である (Seibold andBerger, 1996) 。通常、炭酸塩粒子は、 CCD 以深の海底には存在し得ない。

しかし、稀に炭酸塩が CCD 以深に存在することがある。 CCD 以深の炭酸塩の存在の主要な原因は、ターピダイトに伴う浅海に堆積した炭酸塩の深海底への輸送である。ターピダイトに伴う αD 以深の炭酸塩の存在は、プエルトリコ海溝(Ericson etal. , 1952) 、ナウル海盆 (Sbipboard ScientificParty,1981) 、パラオ海溝 σ可ioka etal. , 1986;Yam担。ωet al. , 1988) などで報告されている。
本研究の調査地域であるパラオ海溝は、フィリピン海プレート東縁を縁取る、伊豆一小笠原海溝、マリアナ海溝、ヤップ海溝の南方延長に位置しており、最深部は、水深 7000mを超える。 1993 年のしんかい 6500 潜航但ive 190) の際に、パラオ海溝陸側斜面の水深 6500mの海底に、巨大な石灰岩体の存在が確認された(藤岡・北里， 1994)(図 I ， JAMS百c)。この石灰岩体についての詳細な潜航調査は、 1995 年のしんかい 6500 潜航で行われた(北里・藤岡， 1996) 。調査の結果、石灰岩体は、水深 500伽1から確認されており，潜航深度限界の 6500m以深の海底にまで連続して階段状に分布していることが明らかになった。緩斜面では、石灰岩を数 m 程度の暗灰色軟泥が覆い、急斜面では、石灰岩が露出する急崖になっている。この石灰岩の形成年代は、底生有孔虫や石灰質ナノ化石の群集解析から中期中新世であると示唆されている。また、石灰岩が露出する地点では、海水よりも高密度の物質が、露頭表面から陽炎のように立ち昇る現象が潜航中に目視で確認されている。

図 1. 1993 年のしんかい 6500 潜航で発見された石灰岩岩体
F砲ure 1. Discov
eryofthelimes旬ne blockfromdiv
e#190ofShinkai6500.

− 74 −

名古屋大学加温.寅量分析針'醐報告書， X四!阻3 凶2006 年のしんかい酬。潜航酬明 9田明}では、この宥灰岩砦体のさらなる調査に加えて、石灰岩及び石灰岩露頭近傍咽海水を採取した.露頭近傍の穂水には、石灰岩.覇における炭酸塩の椿解に伴って、 "c を含まない炭酸イオンが供給されていると考えられる.したがって、石灰岩館頭近傍咽機水は、みかけ上の "c に枯渇した海水であることが想定される.
裂踊年の"しんかい岡崎捕で揚出した海遣について、海水中の溶存無機炭素の "CI島度測定の結果を報告する.

呈J盟主主蓋石灰岩拭料は、2(隔年のしんかい6s冊潜航但ve971) の際に、石灰岩・唖から圃揖取した.械
料は、酢四郎ζ糖輔させ、陽イオン交換カラムに通して S祉を分噂した(泊四国旬 d Ifl , 2(醐1) ， 海水中の"岡地体批の経年変化を積周した年代決定のための"同位体比測定は、新海大学 Fi田島nMAT262
熱イオJ化同位体比質量分析計法により行った(Mj戸"""岨d Slm勉， 19!明 .

海水拭料は、 2醐年の“しんかい出師噂臨の際に、石-re岩露頭から、"""臥 O.3m.. 0.5:皿、 1m.. 3m.
.
S皿、四回の地点で鍵水した.海水松鼎の採水には、ニスキン根水器!: GAMO 採水器を使用しh
海水中の溶存無機炭素は、真空中でヲン酸 t 反応させる方法によって二酪化炭素ガスとして抽出した(土屋・和回，2IX同.抽出した二酸化炭素ガスは、水察ガス t Jj[応させ幌船触媒・田町)、グラファイトを生成した σ旨ゆoi d 0/.， 却 11). J.4C 横度の測定は、名古屋大学年代測定総合研究センターにて AMS 訟により行った。

b...J盟主主量
石灰岩の"同位体比は、・'"，"，祉 -0.71ω，9(n ・5)であり、およそ後期中影?世 (1価叫に相当する，掛T研究によ勺て、この石灰岩の形成年代は、底生有孔虫や石灰質ナノ化石の群集解析から中期中新世(1品伽}であると示唆されており(北旦師岡，四句、本研究の結果は掛子研究の結果と比較して5抽程度の差が生じた.

"srl"
'S
rs.皿ple Na皿eI'h=

Pal
au‑
AOlPalau‑
A02
Palau‑
COlPalau‑
C02
Pal
au‑
SOlAnlgonik
Anlgonik0.708881 士 0.000012

C.J口陸0.708903 士 0.000013

C.J口陸0.708891 士 0.000013

C.J口位0.708920 士 0.000014

表10.708894 士 0.000013

石B噛の s. 同位体比.
.
.

I抽，Ie 1. Sr ・-旬P'"由" .
.
.
錨・様水中の椿存無機炭素の trC値を図 2 に示した.宥灰岩毘頭近傍岬底から 5m以内)の潟水の.ål~C

値は、 -295'J1ーから一星野協までの範囲の値を示した.

方で、石灰岩露頭から 1 00m離れた地点の梅棋の.''c値は、 -257誌であった。

− 75 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書， XXIV, 2013.
03101•

10099)(E 6=』。 5.,;::1一~・e
砲，@の~I守組吋‘J。占墨田ZE

E21ベノ­。

‑
310SeawaterDICvalue••••• • •a・hd・・h‑
300‑
290‑
280‑
270‑
260‑
250‑
240

品 14C(%の14図 2. 石灰岩露頭近傍の海水中の溶存無機炭素のA， C 値
14 aFigu四 2. A, C v
lueofseaw
aterversu
sheightfro皿 S個 ßoor.
石灰岩露頭近傍の海水のA， 14C 値は、石灰岩露頭から 100m離れた地点の海水のA， 14C 値と比較して、最大で 40%曜度低い値を示した。この石灰岩露頭が水深 65∞m 付近に分布しているために、石灰岩露頭では、炭酸塩の溶解によって、海水中に 14C を含まない炭酸イオンが供給されている。その結果、石灰岩露頭近傍の海水の且14C 値を減少させている。
現在の海水中の溶存無機炭素の且14C 値の下限は、260%0程度である。このことから、石灰岩露頭から 1ωm 離れた地点の海水は、石灰岩岩体からの炭酸イオンの供給の影響を受けていないと考えられる。また、石灰岩露頭近傍の海水についても、海水中の溶存無機炭素のA， 14 C 値と同等の値を示す試料もある。このことは、石灰岩露頭から供給された炭酸イオンが、単に海水中に拡散しているのではなく、底層流や潮汐などによる複雑な海水移動の結果を反映していると考えられる。

量豊
本研究を進めるにあたり、調査船よこすか(海洋開発研究機構)の鮎漢をはじめ乗組員の方々には大変お世話になった。また、 14C 濃度調u定のための試料準備にあたり、名古屋大学年代測定総合研究センターの太田友子氏の協力を得た。 Sr 同位体比の測定にあたり、新潟大学理学部地質科学科の M
Sa凶l-KJ田町教授の協力を得た。深く感謝申し上げる。

型星茎盤, EwingM, He白血 BC. 1952.Turbi副大yc町田ts 血d sedimeu恒也也.eNor血 AtI阻白 c. A血町ican
Associ組onofP曲。l田Iffi G曲logis也 B叫letin 36, 489‑511.

Er包囲u DBFujioka K, F町国a T, KimuraG , KodamaK, Ko
gaK, Kura血0旬 S， Ma包ugi H , SeuoT, Takeu也 A， Wa固めeM，− 76 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書， XXIV, 2013003Y副namoωS.

1986.Sedi血血箇阻d rocks 白血d around 血e Palau 岨d Yap1rench田. I
n:TomodaY.

Prelim血ary ReportoftbeH紘曲。 M町 Cruise KH86- 1.白eanR間町h Institu旬，U:町田町 ofTokyo，Tokyo , 38‑148.
藤岡換太郎・北里洋. 1994. パラオ群島陸側斜面の巨大石灰岩帯の発見とその成因. JAMS百C 深海

研究 10， 231-242.
Ham田no旬 T.， yt血置a M. , MiyazakiT. , FukaseM. , Ko
ndoH. , lkawaT. , I
shiokaJ. , Ka岳町ni H. , S
hutoK.2000.Rb, Sr,
SmandNds甲田otion fromrocks , m血E池田dna佃ral wa国 using ion唱xch皿1ge resin.Science町0由,。fNüga包U:niversi臥 Series E15 49-58北里洋・藤岡換太郎 .1996. パラオ海溝陸側斜面に露出する石灰岩の年代と堆積環境ーDive293 潜航報

告ー.JAMSTEC 深海研究 12， 315-322.

MiyazakiT. , ShutoK.
.1998.Sr 皿dNdiso旬pe 回世田 of twelv
eGSJr，田k 田f町田cesampl田. Geochemi回lJo田nal32，
345‑
350.
SeiboldE, Berg町 WH.1996. 官官 S問自oor. Anin凶ductionωmar恒eg田logy， 3r
dedi世on. Springervc町均，Berlin, 356pp.
Shipbo田d Scien凶c Party.1
981.S陶 462: NauruB酪.m， WI田畑百 P郡白cOc回n. In:Lar田n RL, Schlang町 SOetal.，InitialR句orts oftheDeepS同町迎ing Proj田t. U:.
S.Governmentprin皿19 Office, wi田hingωnD.C.

61 , 19-177.
土屋理恵・和田秀樹.2002. 加速器質量分析計による 14C 測定のための海水溶存無機炭素抽出法.静岡大学地球科学研究報告 29， 113‑118.
T阻Lboi T, IwataH , WadaH, Mats田渇kiH， Sohr泊R， HiroeY, IchikawaT, Hidaka1(, wi醐nabe T.2011.Watぽ∞，Iumn pro畳l田 of dis叩Iv，凶 ino明nic radiocarbonfor 也e Kuroshio 田:gion， 0酎10re ofthesouthem

Japan田e ∞剖t. Radioc田bon 53 , 679‑
690.
YamamoωS， TokuyarnaH , Fu
jiokaT, Ta1<朗自 A， U:
jiieH.1
988.C
rabonateT田bi由同 deposited on 血 floorofthePalauTrench.MarineG田logy82， 217・233.

− 77 −