名古屋大学加速器質量分析計業績報告書. XXIII.
2012.
03

パラオ梅溝において“しんかい 6500"潜航で採水した海水の 14C 濃度14Cdensityofse且.water collecte
dbythesubmersible“;Shinkai 6500"atPalauT
rench
坪井辰哉 l・・和田秀樹 2 ・北里洋 3 ・藤岡換太郎 3 ・中村俊夫 4

23Tatsu
yaTsuboi1，国.deki Wa.da ，日rosbi Kitazato ,Kan加o Fujioぜ， TosbioN法阻四4l 静岡大学大学院理学研究科(Gra.duate SchoolofScience, ShizuokaU国versr勿)z 静岡大学理学部地球科学科 h副知旬 of Geosciences，他国oka Universi勿)3 海洋研究開発機構 (JapanAgency forMarine-Ear血 Science an.
dTechnology)
4 名古屋大学年代測定総合研究センター (Center forChronologicalResearch, NagoyaUniv田ity)*Correspond阻ce t
o:TatsuyaTsuboi;E‑
mail:r0 134010@ipc.shi四回ka.釦.jp

Abs佐act

Using 血e submersibleSh初初j 6500 , wereport 世le 1
4C .d田sity ofseawater ∞11田旬d 町oun.d由e

1argelin1estoneblockonthelan.
dwar.
dslopeofthePalauTrench, at 紅ound 6500mdep由， whichis4signific阻tly .deeper 白an thecarbonate ∞mpensation .dep血 (CCD). AMS̲1C m闘sur町nents ofdissolv
edmorg阻ic carbon(DIC) ex回cted rev
eale
dv
alu
esa
slowas‑2
95%.
.I
tis su舘田ted 白at 也is v
alueisP田dom泊佃tlyca国edby 也e dissolutionfrom 也e lin1esωne block.

要旨“しんかい 6500"潜航の際に、パラオ海溝陸側斜面の水深 6500mの海底に巨大な石灰岩岩体を発見した。この石灰岩岩体は、炭酸塩補償深度 (CCD) 以深に分布している。石灰岩露頭近傍の海水の溶存無機炭素の AMS- 14 C 測定の結果は、1l. 14 C 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。

Keywords:Palau1'1官官'h， Deepwate.耳 DIC， L
114C
キーグー灼ノザ:J-n事成長存続・摩書芸F系宇品草炭素， d14C− 160 −名古屋大学加速器質量分析計業績報告書. XXIII.
2012.
03」且旦盈ι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、供給量と溶解量が等しくなる深度まで到達すると溶解を始める。この深度を炭酸塩補償深度(c釘bonate∞mpens組ond叩血 ;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 (Seibo1d andBerger, 1996) 。通常、炭酸塩は、 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 CCD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 (Shipboard ScientificParty, 1981) 、パラオ海溝 σ吋 ioka etal., 1986;Yamamotoetal. , 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、巨大な石灰岩岩体の存在が確認された(藤岡・北里， 1994)(図 1 ， JAMS百c)。この石灰岩岩体についての詳細な調査は、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、石灰岩岩体は、水深5000・ 6500m の海底に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 cm 程度の晴灰色泥が覆い、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衆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

Figure1. Di
scoveryoftheIimestoneb10ckfromdiv
e#190ofShi
nkai6500.

− 161 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書. X
XIII.
2012.
03

2006 年の“しんかい 6500"潜航では、この石灰岩岩体のさらなる調査に加えて、石灰岩露頭近傍の海水を採水した。露頭近傍の海水には、石灰岩露頭における炭酸塩の溶解に伴って、 14c 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、石灰岩露頭近傍の海水は、みかけ上の 14C に枯渇した海水であることが想定される。
2006 年の“しんかい 6500"潜航で採水した海水について、海水中の溶存無機炭素の 14C 濃度測定の結呆を報告する。

2. J;盟主左塗
海水試料は、 2006 年の“しんかい 6500"潜航の際に、石灰岩露頭から、 ...{)m、 0.3m、 0.5m、 1m、3m、 5m、 100mの地点で採水した。海水試料の採水には、ニスキン採水器と GAMO 採水器を使用した。
海水中の溶存無機炭素は、真空中でリン酸と反応させる方法によって二酸化炭素ガスとして抽出した(土屋・和田， 2002) 。抽出した二酸化炭素ガスは、水素ガスと反応させ(鉄粉触媒・ 635 0 C)グラファイトを生成した (Tsuboi etal. , 2011)0 14C 濃度の測定は、名古屋大学年代測定総合研究センターにて AMS 法により行った。

L益基主主筆14

海水中の溶存無機炭素の A C 値を図 2 に示した。石灰岩露頭近傍(海底から 5m 以内)の海水の14A C 値は、295 %0から 255%。までの範囲の値を示した。一方で、石灰岩露頭から 10伽離れた地点14の海水の A C 値は、257%0であった。
ーハUlハUハUlroEτs=•99.,

一~・-ーすt5」
za国ZE符@ 碗 E 。』

~I432。

‑
31021SeawaterDICvalue••••• • •a・hd・・h‑
300‑
290‑
280‑
270‑
260‑
250‑
240

品 14C (%の図 2. 石灰岩露頭近傍の海水中の溶存無機炭素の A 14 C 値
Figu四 2.

A14Cv
alu
eofseawaterv
ersu
sheiゆt froms
eaf
loor.

− 162 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書. XXIII.
2012.
03

石灰岩露頭近傍の海水の ß 14 C 値は、石灰岩露頭から 10伽1 離れた地点の海水の企14C 値と比較して、最大で 40%。程度低い値を示した。この石灰岩露頭が水深 650伽n 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 ß 14 C 値を減少させている。
現在の海水中の溶存無機炭素の ß 14 C 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 10伽E 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 ß 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。

費墾
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)の船長をはじめ乗組員の方々には大変お世話になった。また、 14C 濃度測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。深く感謝申し上げる。

亘l且亙墜EricsonDB , EwingM , HeezenBC.1
952.Tl田hidity c田rents andsedimentsint
heNor血 At1antic. Arn町ic阻Associatio
nofPe'加leum GeologistsBu
11etin3
6:489・51 1.
FujiokaK , Furu加 T， KimuraG , KodamaK, KogaK , KuramotoS, MatsugiH , S阻oT， Take田:hi A , Watanabe
M , Yama直noto S.1986.Sediment
sandrocksinanda
roundthePa
1auandYap 甘阻ches. In:TomodaY.
PreliminaryReportof 血e HakuhoMaruC
ruiseKH86・1. Oc曲n Resear
chInstitl府， U凶v四ity 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 JAMSTEC 深海研究 10: 231‑242.

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-.JAMSTEC 深海研究 12・ 315-322.

SeiboldE , B時町 WH. 1996τbe seafloor.Anin回ductionωmarine geology, 3rdedition.SpringerVer1ag,Berl泊， 356pp.

,Shipbo紅d Sci聞tific P紅ty. 1
981.Site4
62:NauruBasin wester百 Pacific Ocean.In:LarsonRL, Schlanger

SO eta1., lnitia1Reports oft
heDeep SeaDrilling P吋 ect. U.
S. Gov，悶m田t Printing 0由民，W田hington D.
C.6
1:19‑
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: 1
13‑
118.

TsuboiT, Iw
ataH , WadaH , MatsuzakiH , Soh血 R， HiroeY, IchikawaT, HidakaK, Wa国abe T.2011.
Watぽ∞lu血n profile
sofdissolve
dinorg:四ic radiocarbonfor 也.e Kuroshioregion, offsho田 of thesouth田nJap祖国e ∞ast. Radiocarbon53(4)
:6
79‑
690.

YamamotoS, TokuyarnaH , FujiokaT, TakeuchiA, UjiieH.1
988.Crabona旬 Turbidites deJ回sited onthefloorof 血e Pa1auTrench.Mar担.e Geology82:2
17‑
233.

− 163 −