Nagoya University

加速器

大石昭二，栗山豊子，中井信之
名古屋大学理学部地球科学教室
苧 464-01 名古屋市千種区不老町

1.

は d じめに第四紀の地質時代にはいって，何回かの氷河一間氷期を繰り返してきた。その中でも最終氷河期( Würm又は Wisconsin )末期の詳細な気候変動については，主 l 乙ヨーロッパの花粉分析による気候区分が決められている。図 1にそれをまとめてみた(乙の図で完新世に関しては本研究結果も示した)。しかし，後氷期の完新世 i 乙関しては，限られた花粉分析の結果や堆積物に含まれる員化石や徹化石等による研究，地形学の立場からの研究があるが，未だに詳細な気候変動を把握できない大きな原因の一つは，堆積物コアを使用する場合の年代尺度の不正確さである。
そこで，本研究では本冊子の中井・大石の報告で述べた僚に地球化学的・同位体地球化学的手法により海水準変動と古気候(温度)変動を明らかにし，堆積物コア i 乙見
出される少量試料で数多くの "c 年代値を求めた。そして，完新世における新しい小氷期的環境の有無を追究した。

Z

研究方法
完新世の堆積物コアとして，川崎市川中島中学校で掘削された多摩川下流漏れ谷の東京湾河口内湾堆積物である川崎 Loc.3 コア，および汽水湖である浜名湖で掘削された湖底堆積物である浜名湖 85-Hl ，
川崎 Loc. 3コア

85-H2 コアを用いた。

:掘削地点海抜一一 0.58 m
ボーリングコア全長ー一一 43.75 m
深部( 4O.60m )の "c 年代一一10 ， 510 土 1 70 年 BP

浜名湖 85H 一 l コア:掘削点の水深一一 12m
ポーリングコアの全長一一 1 6.75m
深部( 16.15m) の叱年代一一
浜名湖 85 H-2 コア:掘削点の水深7 ， 140 土 140 年 BP5m

ポーリングコアの全長一一 41.72m

深部( 36.61m )の "c 年代一一 9 ， 720 :
t130 年 BP

完新世の詳細な古海水準・古気候の変動を知る方法として，上記の様な沿岸海洋堆積物 l 乙含まれる堆積有機物の炭素安定同位体比 (UC/12C)および C/N比の変化を追跡する方法 C 1‑3)を用いた。そして，年代測定は員化石と木片により少量試料で数多くの層準の年代を求める目的で名古屋大学アイソトープ総合センターの加速器質量分析計を用いて ..C 年代を求めた。

2 ‑1.

年代測定

川崎し oc.3 コアでは深度 9 82m から!撃のフZン質を，浜名湖 8511 一 1 では

7 膚準の員化石と4 0.60m の聞で採取された 1 7 層準の貝化石と 8 膚l

膚準の貝化石と1膚単の木片を，85H-2 では

l 層準の木片を用い，前処理と試料調製 C 4-6) を行った。尚，堆積‑22‑

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物中のフZン質を用いて求められた年代は信頼性が低いため，以後の議論には貝化石年代を用わることにした( 3)。
14C 年代測定以外に年代の指僚となる火山灰層の同定を行なった。その結果，川崎 L町 .3

コアには鬼界アカホヤ火山灰( K‑ Ah ,K ‑Ah 以外 i 乙カワゴ平パミス( KgP ,リア( 0s ,3 , 040 :t50 年 BP )が，6 , 300 年 BP C7 ) )が，浜名湖 85H ー 12 ， 830 土 120 年 BP ，3 ， 250 土 70 年 BP (8 ) )と大沢スコ

85H ‑2 コアには K-Ah 火山灰が見出された。

試料は前処理後，すべて非品質元素状炭素銀粉ペレッ卜とし
ル電圧で加速器質量分析により

コア i 乙は1.9 MV のタナ

14C/llC 比を測定した。年代値の算出 i 乙当っては14C半

減期 5 ， 570 年を用いた C 4.‑6 )。

2‑ 2.

12

堆積有機物の炭素安定同位対比 (llC/C ，

ò13C) および C/N 比の測定

古気候・古海水準の変動を探るために，堆積物コア試料を25cm 間隔で採取した。乙

れらの試料について，前処理後 C02 として llC/ 12 C 比を質量分析計 (Varianで劃定した( 1)。乙の安定同位体比は世界共通の標準試料 (PDB :日 C/の同位体比からの千分偏差倒で下のように表現する
12(13CI
12C)Sa mple 一(叱/. 13CIC )St

ﾔ13C (ゐ一一一(日C /12C)St12

MAT CH ー 7 )C0.0112372)(9) 。

X 1 , 000

また，乙れらの試料の C/N 比は酸処理後 CN コーダ(柳本 MT ‑ 500 型)により測定した( 1 )。

3.

結果と考察

少量試料を用いて，加速器質量分析による 14C 年代測定により川崎・浜名湖両堆積物コア i 乙関して，詳細な数多くの年代値を得ることができた。火山灰層準は川崎 Loc.3
コアで K- Ah (深度1 7.75.
.
.
.
.
.
.
.18. 10m) ，浜名湖の 85H ー 1 コアで K-Ah (堆積物深度l4. 25m)

KgP (堆積物深度 6. 568m )・ Os (堆積物深度 6. 523m) ,85 H ー 2 コアで K-Ah (堆積物深度 9.00 m )が確認され，今回得られた 14C 年代値とよい整合を示した。

3‑ 1.

正確な年代尺度次 l 乙，正しい年代尺度を得るために，堆積速度の変遷を眺めてみる。表 l および図2:, 3 IC 示したように，堆積速度は Holocene を通じて駕く程大きく変動するものと，殆んど一定のものとがある。

JII 崎し oC.3 コアでは O. 046.
.
.
.
.
.
.
.3.0Cm I 年と2 桁近い変動を，浜名湖の最深部(水深 12m) の 85H 一 l コアでは約 7 ， 000 年 BP 以降 0.20......0. 25cm/年と一定値を示すが，水深の浅い(水深 5m)

85H-2 コアでは 0.078........1.8cml 年で大きく変動することが示された。これらの層厚別堆積速度を用いる乙とにより，堆積物コアの各深度に対する正確な i・ c 年代尺度を求めた。

3‑‑2.

Mesoglaciationの確認

正確な 14C 年代尺度を求めると同時 i 乙堆積物中の有機物の 8 叱と C/N 比から詳細な古海水準・古気候(温度)の連続的な追跡を行なった(本冊子の中井信之・大石昭二「
完新世の海水準・気候変動の地球化学的手法による研究」参照 )(1-3)0ÔllC 値・ C/N比と古環境の関係は次の通りである。
海水準度温。 叱値

高高大( 13C 多){正低小( 13C 少)

C/N 比

大

‑23‑

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堆積有機物の Ò 13C 値 ，がみられた。そしてC/N 比は大きく変動し，両者の聞には期待した通り負の相関

Ho1ocene の聞の変動を上記の僚にして求めた ltC 年代尺度を用いて示すと図 4 ， 5 の如くである。ただし，図 5 の浜名湖コアでは 85 H-1を14C 年代でつなぎ合わせと 8 5 H ‑2 の結果

1 1 ， 000 年 BP 以降現代までの変動パターンを示した。乙れらの図を見ると，中井・大石(本冊子「完新世の海水準・気候変動の地球化学的手法による研究 )JIζ よって述べられた J I!崎 Loc. 3 コアでみられた 6， 500 年から聞の最高海水準期(縄文最高海水準・最高温期.)

4 ， 000 年 BP の，そして 3 ， 500 年 BP 以降の海退・小氷期等は浜名湖コアにも同じパターンとして現われている。
ここで，注目すべき乙とは Ho1ocene 初期から最高海水準期に到達する

6 ， 500 年 BP までの海水準上昇(温暖化)の途上で“寒の戻り川ともいうべき寒冷化，すなわち谷・ò 13 C 値のC/N 比のピークが見出された乙とである。さらに，乙の傾向は川崎 Loc.3 ，浜名湖両コア共 l 乙示された。その 14C 年代は前者で約 7 ， 500 年 BP ，後者で約 7 ， 000 年 BP である。
両者の年代がほぼ一致すること，および最近の筆者等の矢作川河口堆積物コアの研究からも約 7 ， 500 年 BP !乙同様の傾向が見られたことから，乙れは明らかに小規模な氷期と推定される。

また，近年の大陸氷河活動の研究や北大西洋堆積物の研究から

7 ， 000........8 ， 000 年 BP 頃l 乙寒冷な一時期があったとの報告がある (10-11) 。しかし乙れらの研究では 1oca1 な現象であったか否かは不明であった。本研究で，日本列島民も同時代 l 乙寒冷期があったとすると.この寒冷化は地球規模と考えられる。

Neog
1aciation ![対して4.

Mesog1aciation

そして，乙の小氷期的寒冷期はと呼、ぶべきであろう。

おわりに以上述べてきた様に，堆積物コアの数多くの ltC 年代値を求め正確な年代尺度を用いる乙とにより7 ， 000 年か 7 ， 500 年 BP 1[日本列島にも小氷期があった乙とが確認された。

そして，その結果この小氷期は地球規慎の Mesog1aciationというべきものであったことがわかった。換云すると，最終氷河期が終って以後完新世の海水準上昇・温暖化は一方的 l 乙進行したのではなく，寒の戻りもある変化であったと結論された。このMesog1aciationの確認は加速器質量分析による少量試料で数多くの 14C 年代値が得られた結果の成果である。

参考論文

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中井信之・太田友子・藤津寛・吉田正夫，第四紀研究，

C2)

Nakai.N.
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. Nucl. Instr. and Meth.. 629((987)288.

C4 )
C5)

中井信之・中村俊夫

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32(1983)645

Nakai.N.
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. Nucl.Instr. and Meth..233(65)((984) 171く 6 )Nakamura.T.. Nakai.N.. Sakase.T.. Kimura.M.. Ohishi.S.
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町田~ 8)

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Berger.W.H.. Killingley.
].S.andVincent.E.
.Nature. 314{l985l156.

表 1川崎 Loc.3 および浜名湖 85H-l ， 85H-2 堆積物
コアの 14 C- 年代と層厚別の堆積速度[IJ 川崎 Loc.3

Depthof horizons
in sediment column(m)

40.
60‑‑‑
38.
6538.
65‑‑
‑
27.
1827.
18‑‑
‑
16.
1816.18‑
‑
‑
15.
9814.
97‑
‑
‑9.
82
[2J 浜名湖

Depth of horizons
in sediment column
(m)

85H‑
l
16.
15‑
‑
‑
5.
9895.
98
9‑
‑
‑
0.
00
85H
‑
236.61‑‑29.84
29.
84‑‑ 9.00
9.
00‑
‑3.
0
93.
0
9‑
‑1.
90

川 C ‑
Ag
e oft
he horizon(Yr.BP)

Sedimentationrate(cm/Yr)

10 , 510---8 , 830
8, 830---8 , 450
8, 450---6 , 050
6, 050---4 , 070
3 ， 690---3 ， 24ρ

0.
123.
00.
450.
0
461.5

14C‑Age ofthe horizon(Yr.BP)

Sedimentation
rate(cm/Yr)7, 140--3 , 080
3.0
80"
‑
00.
25O.2
0

9, 720---7 , 470
7, 470---6 , 300(K-Ah)
6, 300(K-Ah)---5 , 50
0
5 , 500---3 , 980

0.
301.
80.
740.
0
78

K‑Ah:Akahoya volcanic ash

一一間以胤縦一一ト G凶l札 AGIE--ぷ固ま φ11

図 lおよび花粉帯から推測される海水準変動.

事 sqa--4E3。

最終氷期末期以降の氷河活動

0111213 純情 16 1
71
82 3 4 5 6 7 8 e1
“ C・勾'(11 が~BP)

図 2

東京湾川崎市 Loc.3 コアの
11C 年代の堆積物深度による変化.

4325‑
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浜名湖 85H-l ，2 コアの I ~ C

年代の堆積物深度による変化.

"-掛司叫。 w・・d cN同

3・ Y曙向・L帥圃明・咽恒圏構圃hCA II)z‘JOO・咽0..

Z 陶・司副島 110 '"綱同t 陶1If')‘JOvr..

1210~O副w・副冨岡 10・3Z同・回，....

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sね汚濁

図 4

東京湾川崎市 Loc.3 コアの3也

縫積有機物 Ô 13C 値および

j‑23

C/N 比の地質年代による

g変動.

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図 567

4ぷ・1ぷ.P1;

浜名湖 85H-l ，•2 コアの堆積有機物 Ô 13C 値及びC/N 比の地質年代による変動.

2345678910

凶c-勾e い 1合r. BP)‑26‑
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