2018年6月

No.45

南極ラングホブデ氷河にて
厚さ300メートルの棚氷を掘削中。
（撮影：土屋 達郎）

Research

People ……………………………… 10

生物の代謝フローを可視化する！
高感度！分子内 Stable Isotope Probing法の開発と応用（力石 嘉人／滝沢 侑子） …………………………… 2

Report低温科学研究所共同研究集会

第59次南極地域観測隊での氷河・海洋観測（杉山 慎／平野 大輔）……………………………… 6（的場

Simulations of the present state and future evolution of
the Greenland ice sheet with the model SICOPOLIS（Ralf Greve）……………………………………………………… 8（杉山北海道大学低温科学研究所
http://www.lowtem.hokudai.ac.jp澄人） ……………………… 15

海外調査
慎・平野

大輔）…………… 16

Publication／Press Release／News

R esearch
生物の代謝フローを可視化する!
高感度! 分子内Stable Isotope Probing法の開発と応用
水・物質循環部門

力石

嘉人／滝沢

侑子

安定同位体の存在量で物質の移動を見たい
同位体物質循環分野では、非生物と生物（無機物と有機物）、生物 A と生物 B（捕食や共生、図１）、もしくは、
１つの生物の中にある有機分子 A と有機分子 B（生合成や代謝）などといった、様々なスケールにおける物質と物質のつながりを、水素・炭素・窒素などの元素が持つ「安定同位体の存在量の変化」を用いて見ています。

図２ 水素、炭素、窒素の安定同位体の平均
存在量「安定同位体」とは、同一の原子番号を持ち（＝陽子の数が同じ）、中性子の数が異なる原子のうち、放射性崩壊を起こさない原子のことです（図２）。例えば、水げてみましょう。我々動物は、「餌を食べて、消化し、素には、質量数１の水素（ H）と質量数２の重水素（ H）

養分を吸収し、その養分に含まれているグルタミン酸（アがあり、炭素には、質量数 12 の炭素（ C）と質量数

ミノ酸の一種）を分解して、エネルギーを得る」という

13 の炭素（ C）があります。おそらく多くの方が、高代謝系を持っています。この時、養分に含まれているグ校や大学で「同位体」を知り、「同位体は、陽子数と電ルタミン酸が、約 50% 分解された場合、分解されずに子の配置が等しいため、物理・化学的性質が全く同じで残ったグルタミン酸が持つ 15N の量は、分解される前とある」と学んでいると思います。しかし、本当は、質量比べて、ほんの僅か、+0.0015% 分だけ上昇するのです。

の小さい同位体は、質量の大きい同位体に比べて、極僅

私たちは、このような存在量の“超”微小なスケールのかですが、確実に反応しやすいために、質量の異なる同変化を精密に測ることによって、「何の物質が、どのよ

位体は、様々な反応や現象において、常に異なる挙動を

うな経路を通り、どのくらい反応したのか」を見ていま示します。そのため、地球上に存在する様々な物質の安

す。

1

2

12

13

定同位体の存在量には多様性が生まれ、図２に示される

なお、有機分子が持つ安定同位体の存在量を、どのように存在量の表記には、必ず「平均」という言葉をつような機器を用いて測定するのかは、研究室のホーム

けます。

ペ ー ジ（http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/isophysiol/

では「安定同位体の存在量」は、どのくらいのスケー
ルで変化しうるものでしょうか？具体的な例をひとつ挙

products/cn6/pg172.html）に掲載していますので、そちらも読んで頂けると嬉しいです。

図１ 研究室で飼育しているハゼとエビ。自然界では、このハゼとエビのように、異種の動物間の共生関係がしばしば見られます。これらの「共生」はどのようなメカニズムで成立しているのでしょうか？また、そこには、どのようなエネルギーの効率化（獲得、貯蓄、消費のバランスの最適化、価値交換）があるのでしょうか？

2

RESEARCH

Stable Isotope Probing 法とはつい先ほど、安定同位体の存在量の「超微小なスケー
ルの変化」を精密に測ることによって、研究対象とする物質の反応経路と、その反応量を評価していると述べました。しかし、自然界でおこる安定同位体の存在量の変化には、現在の我々の技術力をもってしても捉えることができない「更に小さいスケールでの変化を持つ事象」
がたくさん存在します。そこで登場するのが、「StableIsotope Probing 法」です。Stable Isotope Probing 法とは、試料（生物そのものや、土壌などの環境試料）に、安定同位体の存在量を「人為的」に大きく変化させた基

図３

分子内 Stable Isotope Probing 法の概念図

質（＝原料）を与え、その「人為的」な存在量を追跡すをしているのか（＝どうやって生きているのか）を、正

ることで、
生体内で
「どのような反応が起きているのか」、

確に知ることが可能になります。

もしくは「その環境にどのような生物がいるのか」など

具体的な例を一つあげましょう。図３に示すように、を知るための技術です。これを用いることで、その「た生体内で、アセチル -CoA 分子からグルタミン酸分子をくさんの事象」
を研究することができるようになります。

作る経路として、A、B、C の 3 つが考えられるとします。

この「Stable Isotope Probing 法」を用いたおそらくそのような場合に、アセチル -CoA のカルボニル基の炭最も有名な例が、ピロリ菌の検査です。ピロリ菌は、我々

素（図３の赤●）の 13C 量を人為的に変化させ、新たに人間の胃に感染し、胃炎や、胃・十二指腸潰瘍をもたら合成されたグルタミン酸の分子構造の中の「どの炭素のす菌です。彼らは強酸性の胃の中で生育するため、胃の13中にある尿素を、アンモニアと二酸化炭素に分解し、そグルタミン酸の合成経路 A、B、C のうち、どの経路がの生産したアンモニアを用いて胃酸を中和していると考働いているのかを明確に知ることができるのです。

C 量が変化しているのか」を追跡することができれば、えられています。すなわち、ピロリ菌の感染の有無（もしかし、この「分子内 Stable Isotope Probing 法」は、

しくは、除去の成否）は、「 C 量を人為的に大きく変

開発当初から、非常に大きな問題を抱えていました。そ化させた尿素」を経口投与し、ピロリ菌による尿素分解

れは、
安定同位体の「人為的」な存在量の測定に用いる「核13の生成物として「人為的な C 量を持つ二酸化炭素」が磁気共鳴（NMR）」の感度がとても低いことです（図４）。

発生するかどうか、を測定することで調べることができ

例えば、多くの大学や研究機関で一般的に使用されているのです。

る NMR を用いて測定する場合、13C 量が 50% 以上の有13機分子を mg 〜 g スケールで用意する必要がありますが、“分子内”Stable Isotope Probing 法とはこの条件を満たす試料を用意することは、
現実的には（おStable Isotope Probing 法では、反応基質の「全体」の金と労力の面で）非常に難しいという課題がありました。

安定同位体の存在量を変化させていたのに対し、「分子内

このような背景から、新たな「高感度な測定技術」が強Stable Isotope Probing 法」は、反応の基質となる有機分く求められていました。

子の「特定の部位の元素のみ」の安定同位体の存在量を人為的に変化させ、その「人為的」な存在量を、有機分子の分子構造の中の「１つ１つの元素のレベル」で追跡できる、2000 年頃から注目を集めている技術です。この「分子内 Stable Isotope Probing 法」を用いると、生物の生合成・代謝における物質の流れ（＝フロー）や、有機分子の生物間の移動を極めて正確に評価することができ、その結果として、生物や生物群が、与えられた環境で何

図４

分子内 Stable Isotope Probing 法の感度

3

RESEARCH“高感度”分子内 Stable Isotope Probing 法の開発

GC-MS の質量分析情報を与えればよいことになります（式２）。

そこで我々は、従来よりも少ない試料量で、短時間で、安く、正確に測定できるという「夢の技術」の開発を目[ 精密質量 ] − [GC-MS の質量分析情報 ]指し、一般的なガスクロマトグラフ−質量分析計（GC-= [ 安定同位体の存在量 ]（式２）MS）に、GERSTEL 社が販売する MassWorks というソ
フトウェアを組み合わせて利用することで、（1）研究対象の有機分子を高純度で得る

また、MS 部で生じたフラグメントイオンをうまく使（2）ng 〜 µg オーダーの試料量で測定する

えば、理想的には、有機分子を構成する 1 つ 1 つの元（3）1 〜 99% の広い範囲の C 量を測定する

素の安定同位体の存在量を計算することも可能になりまの３課題の根本的な解決を試みました（図５）。GC-MS

す。実際に 13C 量が既知のアミノ酸の標準物質を用いては、ガスクロマトグラフ（GC）部で、混合物から研究検証したところ、20ng 〜 20µg という少ない試料量で、対象の有機分子をクロマトグラフィーで分離し、質量分13

析計（MS）部で、分子をイオン化し、分子イオンとその炭素の 13C 量を求めることができる、ということがわのフラグメントイオンの m/z を測定することで、有機かりました。

13

C 量にして 1 〜 2% の誤差で、アミノ酸に含まれる個々

分子の構造を決定する装置です。そして MassWorks は、式１に示すように、GC-MS で得られた質量の情報と、安定同位体の平均存在量を使って、研究対象の有機分子応用研究：始原的微生物が持つ TCA 回路の機能と役割を調べる開発した「高感度分子内 Stable Isotope Probing 法」の精密質量を計算するソフトウェアです。

の応用先として、1 つ研究を紹介したいと思います。こ[GC-MS の質量分析情報 ] + [ 安定同位体の平均存在量 ]の研究は、始原的な系統（＝地球上に最初に生まれた= [ 精密質量 ]生命に近い系統）に属する水素酸化硫黄還元好熱細菌（式１）

Thermosulfidibacter takaii の TCA 回路（別名：クエン酸回路）が「可逆的」であり、回路の回転方向（機能とこの式１を用いて、研究対象である有機分子の「安定役割）が利用可能な炭素源に対応して柔軟に変化できる

同位体の存在量」を得るためには、既知の精密質量に、ことを証明したもので、2018 年の 2 月にサイエンス誌（Nunoura et al., 2018, Science 359.
559-563）に、布浦拓郎博士（海洋研究開発機構・主任研究員）、跡見晴幸教授（京都大学）と力石他の共同研究として掲載されました（詳細は論文を読んで頂けると嬉しいです）。
我々人間を含む全ての好気性動物のミトコンドリアが持つ「酸化型 TCA 回路」
は、食事から得た有機分子を分解し、生じたアセチル -CoA を、完全に水と二酸化炭素に分解するとともに、有機分子が持つエネルギーを取り出す回路です。一方で、生物界全体を見渡すと「TCA 回路」と称されるものの中には、「酸化型」な

図５4GC-MS と MassWorks を組み合わせた高感度分子内 Stable Isotope Probing 法の仕組み

もののみならず、嫌気性細菌が持つ「分RESEARCH

岐型」や、二酸化炭素を固定して有機分子を生成する「還なお、この研究は、約 100 細胞 /ml 程度しか増えないT.

元型」（逆 TCA 回路ともよばれる）もの、一部が欠損

takaii について、数〜数十 ml の培養液を用いて、実施する「不完全型」や「バイパス型」など、基本的には同したものであり、わずか数十 ng の有機分子があれば、じような酵素群で動き、同じような反応系であるにも関1 〜 2% の誤差で有機分子の個々の炭素の 13C 量を測定

わらず、その反応の経路や、回転の向きには多様性があできる（図４）、という「高感度分子内 Stable Isotope

ることが知られています。

Probing 法」のデモンストレーションという点でも、重この「TCA 回路がどのような向きで動いていたのか」

要な研究になりました。

を、とくに始原的な系統に属する微生物について調べる
ことは、「原始生命が、無機物から有機物を作れる独立今後の展望

栄養生物であったか？有機物を利用して生きる従属栄養

前述したように「Stable Isotope Probing 法」は、現在生物であったか？」という、長きにわたり議論されてきの我々の技術力では、「自然界でおこる安定同位体の存在た疑問の解決に貢献できます。たとえば、初期の生命が量の極々微小の変化」を捉えることができない多くの事

従属栄養生物として誕生した場合、炭素や他の元素を固象に関して、安定同位体の存在量を「人為的に」大きく定する者が存在しないので、彼らは一方的に消費するばコントロールした基質を試料（生物そのものや、土壌な

かりで、すぐに絶滅してしまうでしょう。一方で、生命どの環境試料）に与え、その「人為的な存在量」を追跡

は有機物プールの中から生まれたとされる仮説がありまする技術です。すなわち、この技術を用いる時には、必ず、すが、もしそうだとするならば、有機物が有り余ってい飼育や培養実験が必要になります。また、自然界ではある状態の中で、新たに有機物を生産する独立栄養型生物

り得ない濃度の「重い同位体」やそれが含まれる有機物が果たして生まれるのか？という疑問が残ります。

を、環境に散布することは、その環境に少なくないダ

そこで、我々は、始原的な系統に属する T. takaii が、メージを与えます。そこで、我々は原点に返り、自然界

どのような TCA 回路を持っているのかを理解するためから採取した試料を用いて、「自然界でおこる安定同位体に、 C 量を変化させた CO2、酢酸、コハク酸などを用の存在量の極々微小の変化」の痕跡を、「Stable Isotope

いて培養し、生合成されたアミノ酸の１つ１つの炭素のProbing 法」を使わずに、なんとか有機分子に含まれる

13C 量を測定しました。その結果、

１つ１つの原子のレベルで、見たい、見られるようにし

13（1）独立栄養での培養条件（CO2 の添加）においては、
還元的 TCA 回路が機能する

たい！と思い、現在は新たな研究手法の開発と、その応用研究に取り組んでいます（図４）。近い将来、皆さんに（2）酢酸、コハク酸のどちらか 1 つを添加すると、分

良い報告ができることを楽しみにしています。

岐型の TCA 回路が機能する（3）酢酸、コハク酸の両方を添加すると、酸化的 TCA 回路が機能するということを明らかにできました（図 6）。そしてこの発見は、始原的な系統に属する生命が、「独立
栄養的に、無機物から有機物を作れる機能」を持つと同時に、「従属 栄 養 的 に、 有 機 物 か ら エ ネ ル
ギーを獲得できる機能」を、柔軟に使い分けられる「混合栄養生物」
であった、と考えうる世界で初めての重要な証拠になりました。

図６ 各種の培養条件における Thermosulfidibacter takaii の TCA 回路のふるまい 赤矢印が還元的 TCA
回路の向き，青矢印が酸化的 TCA 回路の向き

5R esearch
第59次南極地域観測隊での氷河・海洋観測
共同研究推進部

南極氷床が海に融かされている？

6

杉山

慎／水・物質循環部門 平野大輔

氷河の孔から海を覗く

南極大陸を覆う氷の厚さは平均で 2000 メートル。こ

昭和基地から 20 キロメートル離れたラングホブデ氷の巨大な氷のかたまりを「南極氷床」と呼びます。地球河（図 2）では、棚氷と呼ばれる海に浮いた末端部を掘に存在する氷の約 90% を抱える南極氷床は、その変動

削し、氷の下に広がる海を調査しました。棚氷の底面が地球環境に大きな影響をもたらします。氷が融けて海は海が運ぶ熱で融かされていると考えられますが、300に流れ込めば海水準が上昇するだけでなく、海洋の循環～ 400 メートルの厚さを持つ氷河の下の環境は良く分が変わって気候にもインパクトを与えます。その南極氷

かっていません。私たちがラングホブデ氷河を掘削する

床が今、海洋との相互作用によって変化しつつあります。

のは 6 年ぶり。今回は氷河の末端ギリギリまで近寄っ

南極を取り巻く海洋の水温、塩分、循環が変化して、氷て、棚氷下の全貌を明らかにします（図 3）。掘削に使床沿岸部で氷の融解が増加しています。
またその反対に、

うのは低温科学研究所が開発した熱水掘削システム（図氷床の融解が原因で海洋に変化が生じ、地球の気候や海

4）。ボイラーで加熱した 80 度の熱水ジェットを毎分

洋生態系に影響が及ぶと考えられています。

30 リットル噴出し、氷を融かしながら氷河を掘り進めこのような背景のもと低温科学研究所では、共同研究ます。1 時間に約 50 メートル、一日がかりの掘削作業

推進部のプログラムとして「南極気候システム」の研究で直径約 10 センチの孔が棚氷の底面に到達します。こに力を入れています（図 1）。国立極地研究所が推進すの掘削孔から装置を降ろして各種の観測を試みました。

る南極観測に協力し、9 期重点研究課題「氷床・海氷縁

海水温度、塩分、流速を測定した結果、棚氷の下には辺域の総合観測から迫る大気・氷床・海洋の相互作用」

外洋の暖かい海水が流れ込み、広い範囲で氷を融かしてをリードしています。また 2017 年度からスタートしたいることが分かりました。6 年前に限られた観測データ

科研費・新学術領域研究「熱・水・物質の巨大リザーバ：で提案した仮説が、新しいデータで確認されたことにな

全球環境変動を駆動する南大洋・南極氷床」にも参画。

ります。また、掘削孔から降ろした耐圧カメラによって、多彩な研究者と協力して、新しい南極科学研究の創造に

棚氷の下に暮らす様々な生物が見つかりました。オキア

着手しました。そんな中、2017 年 12 月から 2018 年

ミ、クラゲ、ゴカイなど、暗くて冷たい環境は彼らにとっ3 月にかけて活動した第 59 次南極地域観測隊に、低温て住み心地が良いようです。深さ 500 メートルを超え研から 5 名の研究者・大学院生が参加しました。氷床る海底からは堆積物をサンプリング。生態系や氷河変動と海洋の相互作用解明に向けて、氷と海の境界で実施しの情報が期待されます。氷河を去る前には、厚さ 300た活動を紹介します。

メートルの氷の下に水温・塩分・流速の長期測定システ

図1

図2

南極氷床沿岸における研究プロジェクトの概要観測を行ったラングホブデ氷河とリュツォ・ホルム湾

RESEARCH

図5

氷河上のキャンプ

ムを設置。棚氷下の環境変化をモニタリングする準備が覆われた海や棚氷下の環境を明らかにする上で、強力な整いました。

武器になると考えています。

氷河の上では約 1 か月のキャンプ生活（図 5）。南極

しらせが昭和基地を離れてからも海洋観測は続きまとはいえ、日が沈まない夏はテントで暖房なしに暮らすす。昭和基地から 1,200 キロメートル離れたケープダことができます。仕事の後にはキッチンテントに集まっンレーは、地球規模の海洋循環を駆動する南極底層水がて、様々な食材を工夫した夕食を囲みます。氷のベッド生み出される海域です。ここでは、長期間にわたって海も慣れるとなかなか快適。美しい環境で特別な夏を過ご

水特性を測定する係留系を回収・設置しました。低温科しました。

学研究所によって氷海用に開発された海中昇降式のモニ
タリングブイも無事に回収されて、通年データによる成氷床・氷河を取り巻く海の流れを探る

果が期待されます。さらに、急速な棚氷の融解が報告さ

棚氷の下に入ってくる暖かい海水、その流れは様々れているトッテン氷河では、氷河の間近までにじり寄っなスケールの海洋循環にコントロールされています。して海洋観測を実施しました。巨大な氷床と、広い海とのかしながら、南極周辺は海氷や氷山が邪魔をして観測が相互作用を解明するため、日本の南極研究はその守備範

難しい場所。海水の特性や循環はもちろん、水深さえ分

囲を広げつつあるのです。

かっていない海域がたくさんあります。特に昭和基地周辺は海氷が厚く成長する難所ですが、観測隊を運ぶ船しらせの強力な砕氷能力を活かした観測が実現しました。
昭和基地やラングホブデ氷河が位置するリュツォ・ホ
ルム湾では（図 2）、海氷を割りながら進むしらせを使って様々な海洋観測が行われました（図 6）。水温・塩分・

図 7. 氷海に投入される ROV（ 撮 影： 矢 口春吾）

流速の測定からは、この海域に外洋から流れ込む暖かい
水と、地域最大の氷河である白瀬氷河から流出する淡水の振る舞いが明らかになりました。長い歴史を持つ日本の南極観測において、昭和基地周辺での大規模な海洋観

若い研究者の活躍

測は近年の新しい試みです。さらに、新規導入した遠隔

今回私たちが誇らしく感じたのは、低温科学研究所が操作型の無人潜水機（ROV）を運用して海中と海底の取り組む「南極学カリキュラム」で学んだ 4 名の若手

環境を観測（図 7）。このような新しい装置が、海氷に研究者が観測隊に参加して活躍したことです。南極学カリキュラムは、南極をキーワードにして極域や雪氷寒冷圏について総合的に学ぶプログラムです。開講して 12年目を迎え、これまでに 12 名の受講生が南極観測の夢をかなえています。低温研を巣立った若者たちが、次世代の南極研究を支えてくれる日もすぐそこです。

図3

ラングホブデ氷河上の掘削地点

本研究にご協力頂いた南極地域観測隊のみなさま、プロジェクト関係者のみなさまに感謝いたします。私たちが取り組む南極研究の概要と、観測の様子を以下でご覧頂けます。
http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/soshiki/acros.html
http://wwwice.lowtem.hokudai.ac.jp/~sugishin/photo_

図4

熱水掘削システム

図 6 砕氷船しらせを使った海洋観測album/langhovde2018/langhovde2018.html

7

R esearch
Simulations of the present state and future evolutionof the Greenland ice sheet with the model SICOPOLIS
Frontier Ice and Snow Science Division

Ralf Greve

Global warming and sea level rise

Global warming, also referred to as climate change, isthe observed rise in the average temperature of the Earth's
climate system and its related effects. It is establishedscientific consensus that the climate system is warming,and that human influence has been the dominant cause of
the observed warming since the mid-20th century. A major
consequence of global warming is sea level rise, currently
occurring at a rate of 3.2 ± 0.4 millimetres per year.
The largest source is thermal expansion of ocean water,
followed by melting/discharge of ice sheets, ice caps andglaciers. In the long term, the two ice sheets of Antarctica
and Greenland are the largest potential contributors to
global sea level rise because of their enormous volumes,
together amounting to 〜 65 metres of sea level equivalent.
The ice sheets are therefore the focus of intensive
observational as well as modelling efforts.

Figure 1: Sketch of the ice sheet model SICOPOLIS. The rectangular boxes denote
prognostic model components, while the ovals indicate required model input(boundary conditions etc.).

The Greenland ice sheet

Spin-up simulation

significantly warmer than the Antarctic ice sheet, and theregions close to the ice margin experience a considerable
amount of surface melting during the summer season. This
makes the Greenland ice sheet very vulnerable to ongoing
global warming, and it will likely become the largest
contributor to global sea level rise over the next decades
and centuries.

and Antarctic ice sheets (tinyurl.com/clic-ismip6). An
early sub-project of ISMIP6 is InitMIP-Greenland, a modelintercomparison project focusing on initialization of theGreenland ice sheet. Initialization means creating an
accurate present-day state of the ice sheet that serves
as an initial condition for simulating its future evolution.
Two different initialization methods are available: (1) In
spin-up procedures, the ice sheet model is run forward
in time from tens or hundreds of thousands of years ago
until today with reconstructed or modelled paleoclimaticboundary conditions. (2) Data assimilation techniques
combine observations of geometry and surface velocity
with suitable inverse techniques to construct the presentday state directly (without the need for a paleoclimatic
simulation). Both methods have their specific advantages
and disadvantages.
Here, we show the result of a spin-up simulation carriedout with SICOPOLIS for InitMIP-Greenland. It covers theperiod from 140,000 years ago until today (reference
year 1990), thus simulating the ice sheet through the last(Eemian) interglacial, the last (Weichselian) glacial and thecurrent (Holocene) interglacial periods. Figure 2 depicts

The Greenland ice sheet is the second largest ice bodyin the world, after the Antarctic ice sheet. Its volume
amounts to 7.36 metres of sea level equivalent, and it
covers an area of 〜 1.8 million square kilometres, 83% of
the entire surface of Greenland (including isolated glaciersand ice caps not connected to the main ice sheet). It is

Ice sheet model SICOPOLISSICOPOLIS(“SImulation COde for POLythermal Ice
Sheets”, www.sicopolis.net) is a computer model thatsimulates the evolution, dynamics and thermodynamics of
ice sheets and ice caps (Fig.1). It was originally created by
the author in the mid-1990s in a version for the Greenland
ice sheet. Since then, SICOPOLIS has been developed
continuously and applied to problems of past, present
and future glaciation of Greenland, Antarctica, the entire
northern hemisphere, the polar ice caps of the planet Mars
and others. This led to more than 100 publications in thepeer-reviewed scientific literature. The model is available
as free and open-source software.

8

The Coupled Model Intercomparison Project Phase 6(CMIP6) is a major international climate modelling initiative(tinyurl.com/wgcm-cmip6). As a part of this project, the Ice
Sheet Model Intercomparison Project for CMIP6 (ISMIP6)
brings together a consortium of ice sheet modellers to
explore the sea level rise contribution from the Greenland

RESEARCH

Figure 2: Left: Surface velocity of the Greenland ice sheet that results from the spin-up
simulation for the year 1990 (in m/a = metres per year). Right: Observed surface velocity(mean of 2000–2016; by Joughin and 3 others, 2016, doi: 10.5067/QUA5Q9SVMSJG).
Jak: Jakobshavn Ice Stream, Hel: Helheim Glacier, Kan: Kangerdlussuaq Glacier, Pet:Petermann Glacier, NEGIS: North-East Greenland Ice Stream.

Figure 4: Thickness of the Greenland ice sheet. Left: Observed thickness (Bamberand 10 others, 2013, Cryosphere 7, 499-510). Right: Simulated thickness 1000
years in the future for an assumed spatially and temporally uniform +10°C
warming over the ice sheet.

the simulated and observed present-day surface velocity.
The general patterns agree very well, and most of the fastflowing ice streams are reproduced by the simulation. An
exception is the North-East Greenland Ice Stream (NEGIS),
which is more pronounced in reality than in the simulation.
This problem deserves further attention.

a“business-as-usual”world without efficient measuresfor climate change mitigation, it is not unrealistic in thelonger term because of the process of Arctic amplification:
A mean global warming of, e.g., +4°C may well lead toa warming of +10°C in Arctic regions like Greenland. As
shown in Fig. 4, the impact on the ice sheet is drastic: itloses approximately two-thirds of its entire volume, whichcorresponds to a global sea-level rise of 〜 5 metres.

Future climate simulations

InitMIP-Greenland also comprises two future climate
experiments over 100 years:“ctrl”is a constant (presentday) climate control run, while“asmb”is forced by aschematic surface mass balance anomaly that mimics theimpact of an upper-end climate-change scenario. Figure
3 shows the results of the simulations with SICOPOLIS.
For ctrl, the ice sheet is almost stable, while for asmb,the volume loss after 100 years amounts to a sea-level
contribution of 〜 125 millimetres, and the area reduces by〜 7%. Across all models contributing to InitMIP-Greenland,
the results show a significant spread (Goelzer and 30
others, 2018, Cryosphere 12, 1433-1460).

Future work

Within the ISMIP6 initiative, we will define a set of futureclimate scenarios by evaluating results of atmosphereocean general circulation models (AOGCMs) over andsurrounding the Greenland and Antarctic ice sheets.
These scenarios will be used as forcings for ice sheet
models like SICOPOLIS to simulate the likely ice-sheet
response to climate change, along with a quantificationof associated uncertainties. Results will serve as input for
the Sixth Assessment Report (AR6) of the United Nations
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), due
for publication in the early 2020s.

Acknowledgements

Figure 3: InitMIP-Greenland future climate experiments: Simulated sea-level
contribution (due to ice volume change) and area of the Greenland ice sheet for
the runs ctrl (control) and asmb (schematic surface mass balance anomaly).

As an example of a longer-term scenario, let us assume
a spatially and temporally uniform warming of +10°C
over the Greenland ice sheet sustained for 1000 years.
This assumption might seem quite extreme. However, in

The author wishes to thank numerous colleagues who
have been contributing to the development and applicationof SICOPOLIS over the years.
The work sketched here was supported by the ProGrIS(Projecting discharge from the Greenland ice sheet using
climatic forcings derived from atmosphere-ocean models)
project of the Japan Society for the Promotion of Science(JSPS KAKENHI grant number 16H02224), and by the
Arctic Challenge for Sustainability (ArCS) project of theJapanese Ministry of Education, Culture, Sports, Scienceand Technology (MEXT).

9PEOPLE
着任のご挨拶
生物環境部門山口

良文

はじめまして、2018 年 1 月から発足した冬眠代謝生理発達分野に着任した、山口良文と申します。
低温科学研究所では、これまで進めてきた哺乳類の冬眠の仕組みについて解明していきます。冬眠は、冬季など寒冷かつ餌の限られる状況において、体熱産生をカットし体温を低下させ、消費エネルギーを節約する
ことで冬を乗り切る現象です。冬眠する哺乳類として、
北海道ではシマリス、ヒグマが馴染み深いかもしれません。ヒトを含む多くの哺乳類はこの芸当はできず、長期間の低体温が続くと細胞や組織が傷害され死んでしまい
ます。こうした冬眠する哺乳類の持つ「冬眠能」は、低中に、共通原理が潜んでいることに強く心惹かれるとと体温での臓器障害などへの耐性、貯蔵脂肪の有効活用、もに、科学を通じて自分自身や人々の世界観が変わりう

寝たきりでの筋萎縮耐性などから構成され、基礎科学的ることを実感し、私もそのような研究がしたいと思うよにも医学応用等の面においても興味深いものです。しかうになりました。しかし大学院での研究は順風満帆ではし、冬眠の仕組みは殆どと言って良いほど未解明です。

なく、期待したような成果を得ることはなかなかできま

私たちはこの謎に迫るべく、シリアンハムスターを冬眠せんでした。自分自身の力不足が一番の要因なのですが、動物のモデルとして研究しています。詳細な研究内容に何事もやってみないとわからない、という実験科学研究

ついては、また研究紹介等で機会を頂けた際に述べるこの洗礼を浴びたわけでもあります。自分の予想外の事柄ととして、本稿では自己紹介をかねて、私自身の研究歴が起きた時こそ新しい何かを拾えるチャンスで、そこをと今の冬眠研究に至った経緯について述べさせていただ

どうものにするのかが大事、と痛感させられました。こきます。

んな当たり前のことに気がつくのに私は結構時間がか

私は京都大学理学部・京都大学大学院生命科学研究科
において、竹市雅俊教授、高田慎治助教授のもと発生生

10

冬眠時のハムスターの体温変化図。冬眠時には、深冬眠とよばれる体温
10℃以下の状態になる。深冬眠は中途覚醒により中断され、冬の間なん
ども繰り返し生じる。

かってしまったのですが、この経験はその後の自分自身の研究の方向性に大きく影響を与えました。

物学を学び学位を取得しました。私が高校・大学を過ご

学位取得後は愛知県の自然科学研究機構岡崎統合バした 1990 年代は、からだの形作りの仕組みが、遺伝子

イオサイエンスセンターに移った高田慎治教授と引きとその産物であるタンパク質によって説明する分子発生続き研究を継続したのち、東京大学薬学部の三浦正幸教

生物学が花開いた時代でした。一個の受精卵が細胞分裂授の研究室で助教として勤務することになりました。三

によって細胞数を増やしていく間に、頭と尾側、背中と浦研では発生過程における細胞死の研究を行いました。

腹側、手足や複雑な臓器などが出来てくる仕組みが、破動物の体ができてくる最中には、細胞が増えるだけでな

竹の勢いで明らかになって行きました。遺伝子改変技術

く、たくさんの細胞が死んでいきます。なぜこうした一の進歩により、遺伝子と形質との因果関係まで実験的に見無駄にみえることが起きるのか？この問いに答える

検証できるようになったためです。この地球上の多細胞

べく、遺伝子改変により細胞死が生じなくなった動物を生物には動物から植物に至るまで共通の「からだの設計

解析し、さらに特殊なプローブと顕微鏡を用いて細胞が図」（故・岡田節人先生が書かれた岩波新書のタイトル

死ぬ現場をライブで捉えることで、脳の正常な構築で細にもなっています）が存在することが、遺伝子という根胞死が果たす役割を明らかにしてきました。遺伝子産物

拠を持って明確に語れるようになったことに、私は非常が積極的に細胞を殺す仕組みとしてよく知られているに興奮しました。ぱっと見では全く異なる多様な生物ののは「アポトーシス」と呼ばれる細胞死ですが、近年は

PEOPLE
これ以外にも、多様な仕組みの細胞死があることが明らする科学技術の進歩、そして社会や大学を取り巻く環境

かになってきました。こうした仕組みの破綻はさまざまの変化には驚くばかりです。自分自身の研究分野でも研な疾患や病態につながることもわかってきています。こ究技術は日進月歩であり、伝統を大事にしつつも常に新れらの研究は、新学術領域研究「ダイイングコード」班

しい動向にも目を配らないと、あっという間に時代遅れにおいて日本の細胞死研究の第一人者の方々と推進しになってしまうのではないかという危機感も日々感じまています。

す。ですので、危機感を持って常に新しいことに挑戦す

そしてようやく（？）冬眠研究です。発生と細胞死にる、ということと、自由な発想でのびのび独自路線で進関する研究を東京大学では進めつつ、新たな方向性も常む、という二つの姿勢を研究の両輪としてこれからも進に心中で模索していました。自分の全てを投じて身を削んでいきたいと思っています。私の研究は、冬眠研究にるような思いで行う研究者生活を考えた時、学生の頃に限らずですが、理解あるメンター、諸先輩方、一緒に発生学研究の世界に飛び込んだ時に感じた、全く未知の研究をしてくれた学生たち、そして素晴らしい共同研究

世界が開かれていく感動、現象を理解したいという気持

者の方々との出会いに恵まれ支えられてきました。幅広ち、そして自分の生物観・世界観も変わるという経験を、い分野の研究者から構成される北大低温研でも、一緒に

より未開拓で手付かずの謎が多く残る分野で味わいたい

じっくり面白く冬眠研究を展開できる同志に出会うためという願望が強くなってきたのです。そうした時に、岡の努力は惜しまず、研究成果という形で皆様に恩返しし崎時代に読んだ一本の論文を忘れることはできませんでていきたいと願っています。

した。今はもう廃止された三菱生命研で、近藤宣昭先生

私自身は東京生まれの横浜育ちで、京都、愛知、東京が為されたシマリスの冬眠制御に関する論文です。シマと動いてきたわけですが、北国は初経験です。ただ実は、リスの体内に年単位のリズムを刻むタンパク質があり冬私の高祖父は明治開拓の時代に四国から北海道に移住

眠に重要な働きをしているという、10 年以上に渡るシし、その息子の曽祖父は低温研の目の前にある札幌農学

マリス冬眠研究のデータが凝縮されたこの論文は、読ん校で学んだということです。百余年の時を経て、同じ地だ人誰もが度肝を抜かれるものでしたが、学位取得後のに戻ってきたのも何かの導きではないかと感じます。先研究テーマを模索していた自分にとって、冬眠に潜む謎人たちが有した開拓精神と志とを肝に銘じ、冬眠の謎をに挑戦したいという思いを強く呼び起こすものでした。

解いていくことで、低温科学研究所、日本、そして世界

また冬眠研究は、生き死にの狭間という根本的な問いにの人々に少しでも貢献できるよう精進する所存です。こ挑むのみならず、医学応用などの面で人々の暮らしに貢れからどうぞよろしくお願いいたします。

献できる可能性が少なくとも自分の距離感としては感じやすいもので、研究生活を賭する価値が十分にあると私には感じられました。さらに近年の解析技術、方法論の進化が、これまで解明を阻んできた冬眠の謎に挑むに足るレベルに届きつつあることも、決断を後押ししました。
幸い、東大の三浦教授は冬眠研究に大変に理解を示して
下さり、また冬眠研究に共鳴した学生が研究室に参画してくれたおかげで、構想５年（？）にして冬眠研究を立ち上げることができました。この際に大きかったのが、まだ研究がきわめて萌芽的な段階で、JST さきがけの研究費を頂けたことです。そのおかげで、ゼロスタート
だった冬眠研究を軌道に乗せることができ、今に至っています。
と、自分の学生時代からの 20 年間弱の研究生活を振り返ってみても、身の回りの IT 環境の変化をはじめと冬眠中のハムスター

11

PEOPLE
着任のご挨拶
水・物質循環部門

滝沢侑子

こんにちは！ 2018 年 4 月 1 日

乳類は、代謝活性を落とし「越冬・冬眠」できますが、我々に、水・物質循環部門 同位体物質

人間は寒空のもと外に放り出されたら、あっけなく死ん

循環分野の助教として着任いたしでしまいます（図 1）。私は、このような疑問：なぜこました、滝沢侑子（たきざわ ゆうの環境で、彼らが生き残ることができるのか／できないこ）と申します。私はこの 3 月にのか、それを決定する要因は何なのか、どのような生存北海道大学環境科学院で学位を取戦略をもち、どのような変化に適応できるポテンシャル

得しました。この 4 月からは、低温科学研究所の教員があるのか、ということを理解したいと考えており、ことして、研究や教育、そして社会に対して貢献できるよ

れが研究をする上での大きなモチベーションとなっていう、積極的に活動したいと思っておりますのでどうぞよます。

ろしくお願いします。
エネルギーを「どのくらい消費したか？」を知りたい
研究の関心：彼らはなぜ、そこに存在できるのか？

12

植物や動物たちは、生物種としての「末永い存続」を私の数ある趣味のうち、幼少期から続いているものと手に入れるべく、多彩な表情を持つ自然の中で、自分がして「森歩き」があります。いきなり趣味の話をしてし最も適応しやすい環境に身を置き、そしてしばしば見舞

まい恐縮ですが、皆さんは「森」ときいて、どのようなわれる悪天候や飢餓などの大小様々な環境変化（ストレイメージを持つでしょうか。木漏れ日が射す広葉樹のあス）に対して、抗い、耐えながら、したたかに生きていたたかな森、針葉樹が立ち並ぶ薄暗くてひんやりとしたます。私は彼らのその「したたかさ」の根拠として、「エ

森、鳥獣の声がひしめくジャングルのような騒がしい森、

ネルギーの貯蓄と効率的な利用」が大きく影響している

しんとして心が清められるような静かな森 ･･･ など、一のではないかと考えています。もう少し具体的にいうと、言で「森」と表現できる環境の中にも、大きな多様性がある環境の中で、彼らが「どのようにエネルギーや基質あります。そしてそれぞれの森では、植物から動物まで、を得て、どのような物質をつくり、蓄え、いつ、どのよ

数え切れないほどたくさんの、多様な生物が生活していうな時に、どのくらい消費して生きているのか？」を理ます。私は、様々な環境に身をおきながらも懸命に生き解することによって、彼らが「なぜそこに存在できるのていく彼らの生き様を、「森歩き」を通して観察するこか」という、私にとっての積年の疑問を解決するためのとがとても好きです。

糸口を見つけられるのではないかと考えています。それそれぞれの環境に存在する生き物どうしのつながり、を解き明かすために、私は、生物あるいは環境中に存在

まとまり全体を称して「生態系システム」と私たちは呼する「有機化合物とその安定同位体比」を用いて研究をんでいますが、生態系の構成要因である「生物」と「そおこなっています。

の生育環境」の間には、いつも決まって、とても重要な有機化合物（例えば、糖、タンパク質、脂質など）と共通点が必ず見つかります。それは、その生育条件（たその安定同位体比を組み合わせた解析法は、対象とする

とえば、光や温度、水、栄養環境の違い）に【最も適応有機化合物が、誰によって（＝起源生物）、何を材料とできている生き物】のみが、その環境に生息できる、として、どのように作られたのか（＝合成経路）という「合いう点です。
一見すると当たり前のように聞こえますが、成」に関わる情報を理解するためのツールとして、このたとえばペンギンは熱帯雨林では見つからないし、キリ

30 年間、広い分野でたくさん研究されてきました。そンがシベリアにいることもありません。針葉樹の多くは

れは、誰が作ったのか？という「起源生物」の情報を、

北海道の寒い冬でも葉を維持することができますが、広有機化合物または有機化合物群の組成から評価しやすい

葉樹にはそれができません。また、変温動物や一部のほこと、そして、どのような経路をたどって、どの程度反PEOPLE応したか？という「プロセス」と「量」の情報を、同位から失われてしまった物質」を研究対象として扱うこと

体比から明らかにできること、という 2 つの特徴に基自体が非常に困難であること、そして、仮に、代謝が卓づいています。

越する環境から有機化合物を抽出できたとしても、そこその一方で、有機化合物は、植物などの独立栄養生物には、（2）「合成」と「代謝」の情報が複雑に混ざり合っによって、無機物（水、二酸化炭素、無機態窒素など）て存在しており、それらを区別して評価するための手法を原資として合成された後、様々な生物によって「利用」（測定法も方法論も）が無い、などといった理由が、研されていきます。実際に、私たち従属栄養生物（動物プ

究を進めるための大きな足枷となっていたからです。

ランクトンから肉食の高次捕食者まで）は、彼らがつくっ

私は、これらの「評価する手段さえ無い」という現状

た有機化合物を「利用（代謝）」することで、生きるたを抜本的に解決する 1 つの手段として、現在、「脂質」

めのエネルギーを得ています。このように、生物や環境の代謝（分解）における炭素の同位体比の変化を正確に、中に存在している有機化合物は、合成に関わる情報のみ

そして精密（＝高感度で）に捉えるための「分子内安を持つわけではなく、必然的に、その「量」は「合成（生定同位体比測定法（Position-Specific Isotope Analysis）

産した）量」から「代謝（分解された）量」を引いた「差分」の開発」と、その測定法を実際の環境試料への応用するに相当し、また「保存されている情報」は「合成と代謝」

ための「方法論の構築」を試みています。これらが達成の両方であると考えることができます。
にもかかわらず、されることによって、今までほとんど評価することがで

有機化合物がどのような経路を通って分解され（＝代謝

きなかった、生物や環境の中での有機化合物の代謝（合経路）、どの程度使われるのか（＝代謝量、または生合成と代謝のバランス）の情報にアクセスでき、生物が「い成と代謝のバランス）という「分解」にかかわる情報につ、どのような時に、何をどのくらい消費して生きてい

ついては、今までは全くと言ってよいほど研究されてきるのか？」ということについて、定量的に理解できるよませんでした。それは（1）「代謝されて、既にこの世うになると期待しています。

図 1 例えば、同じほ乳類であっても、厳しい冬の
寒さをしのぐことができる生物（例：冬眠するクマ）と、できない生物（例：生身の人間）がいます。両者の間におそらく存在するであろう、エネルギーの「利用性（限られたエネルギーを、効率良く利用する術）」や「消費量」の違いを、有機化合物の安定同位体比から評価したいと思っています。

13

PEOPLE
着任のご挨拶
雪氷新領域部門
Biography:

W. M. C. Sameera

My goals

I was born and raised in Sri

Chemistry of the interstellar medium (ISM) is an

Lanka. I studied chemistry andimportant area of research. The ISM harbours cosmic

physics at the University of Srirays, gas in the forms of atoms and molecules, as well

Jayewardenepura. In 2009, I was

as solid nano-to-micrometre sized dust particles. Thereawarded a Ph.D. in computational

is a significant interest in the astrochemistry field tochemistry from the University

understand the origin of the ISM molecular species onof Glasgow. Soon after graduation, I was an EPSRC

icy mantles of interstellar grains, mechanistic details of

Postdoctoral Fellow at Oxford University. Then, I carried

their formation and reactions. My goal is to rationalizeout postdoctoral research at the Institute of Chemical

reaction mechanisms for the amino acids and complex

Research of Catalonia. In 2013, I was a Marie Curie

molecules formation in the ISM using theoretical andResearch Fellowship at Gothenburg University, and thencomputational methods (Figure 2). My contributions willa JSPS Fellow in the group of Keiji Morokuma at thebe beneficial for understanding the origin of life in the

Fukui Institute of Fundamental Chemistry. Now I am an

Universe.

assistant professor at the Institute of Low temperature
Science in Hokkaido University.
My research interests
I am interested in understanding molecular structuresand chemical reactions in the atomic scale. For
this purpose, I use principles in quantum chemistry,mathematical algorithms, and high-performancecomputing to calculate molecular structures and theirproperties (Figure 1). Visualizing chemical processes
in atomic or molecular levels is challenging fromexperimental point of views. Therefore, my theoreticalpredictions are very useful for experimental researchers.

Figure 2. An amorphous ice model in my computational studies.

My hobbies
I would like to make my family laugh all the time. I love
to read bedtime stories for my kids. I am fluent in bass
guitar. I played bass for my high school and university
orchestras. I still enjoy playing bass for modern classicalmusic. I like to watch science fiction movies.

F i g u r e 1 . C o m p u t a t i o n a l c h e m i s t s u s e q u a n t u m c h e m i s t r y,mathematical algorithms, and high-performance computing to calculate
molecular structures and their properties.

14

Report■低温科学研究所共同研究集会「子育て、ライフイベントとフィールドワーク」
環オホーツク観測研究センター

的場

澄人

平成29年10月26日に、低温科学研究所共同研究集の試みと葛藤を蔦谷匠さん（京大）から紹介され、中会「子育て、ライフイベントとフィールドワーク」を開

年期以降のライフイベントとフィールドワークの関催しました。本研究集会は、大学生、大学院生、研究者

係を的場から報告しました。そのあとのフロアディス

やフィールドワーカーが出産、子育て、親の介護など

カッションでは、子育てをしながら学業や研究を続けのライフイベントとどのように向かいあっていけるている参加者から、現在のご自身の状況や困っているのかをテーマに、ロールモデルとなる講演と、保育園ことなどの情報交換、学振特別研究員がお子さんを保の問題など参加者からの提案をうけたフロアーディ

育園に入れたいときに問題となる状況について話しスカッションを行いました。

合いました。研究分担者以外に、北大の学部生、大学院

この研究集会を開催するきっかけは、「女も男も生からも多数参加頂け、幅広い分野の方々と意見を交フィールドへ（100万人のフィールドワーカーシリー

換することができました。改めてお礼申し上げます。

ズ12）」（古今書院）の編集にたずさわったことでした。

この研究集会は、北海道大学人材育成本部女性研究

この本の2章、3章では、子連れでフィールドワークへ者支援室（共催）とNPO法人FENICS（Fieldworker's

行くフィールドワーカーや結婚や出産を機に研究ス

Experimental Network for Interdisciplinary

タイルが変わったフィールドワーカーの体験が紹介

CommunicationS）（協力）との共同で開催しました。

されています。この本の編集を進めながら、子育てしイベントの詳しいレポートはFENICSのウェブサイ

ながら子どもを連れてフィールドワークをしている

ト（研究集会に関するレポートが、FENICSのウェブ

研究者の体験を紹介するイベントを東京で開催しま

サイトに掲載されています。（http://www.fenics.jpn.

した。 そのイベントには、子育てを機に離れていた研

org/mailmaga-app/repo20171026b/）また、研究集会

究に復帰しようとされている方が少なからずいましへの参加者のお子さんの一時保育のための経費を低た。そして、ディスカッションを通し、自身が直面する

温科学研究所から支弁いただきました。

問題は多種多様で、その問題を相談できる、共有できる、成功例、失敗例を含め、体験を知ることができる場の必要性を感じました。 その後、北大女性研究者支援室の長堀紀子准教授との議論を通し、このような問題
は女性研究者だけの問題ではなく、男性研究者も含めた研究スタイルの多様性の問題だと気づきました。
そして、様々なロールモデルを知り、お互いの状況、悩
みなどの情報交換ができる場を北海道の大学で行いたいと思いました。
研究集会では、子連れフィールドワークの体験を、
オランウータンなどの研究をしている久世濃子さん（国立科学博物館）とケニアやウガンダでの研究をされている椎野若菜さん（東京外大）から、北大の人材育成、支援の状況や留学生、外国人研究者の保育園事情
を長堀紀子さん（北大）から、在宅でのリモートワーク

東京外国語大学 椎野若菜さんによる講演の様子

15Report
海外調査
■杉山

慎／平野

大輔

（1）調査・観測先：南極昭和基地周辺、ラングホブデ氷河、ケープダンレーおよびトッテン氷河沖（2）期間：2017 年 12 月から 2018 年 3 月（3）参加者：杉山慎、平野大輔、箕輪昌紘、伊藤優人（低温研）、山根志織（低温研・環境科学院 M2）（4）カウンターパートの機関名：国立極地研究所（5）観測目的：
第59次南極地域観測隊に参加して、昭和基地周辺での氷河観測、および砕氷船しらせによる海洋観測を実施した。昭和基地の南方に位置するラングホブデ氷河では、熱水掘削システムによって氷河末端部を全層掘削して
棚氷下の海洋環境を調査した。 またリュツォ・ホルム湾（白瀬氷河沖）、ケープダンレー及びトッテン氷河沖において、CTD観測、海水サンプリング、ROV観測、係留系回収・設置等の海洋観測を実施した。観測の詳細は本文中での研究報告を参照のこと。 本研究は、南極地域観測第9期重点研究課題「氷床・海氷縁辺域の総合観測から迫る大気-氷床-海洋の相互作用」の一環として実施した。 実施に当たっては科研費・新学術領域「熱・水・物質の巨大リザーバ：全球環境変動を駆動する南大洋・南極氷床」の助成を受けた。

昭和基地に接岸した砕氷船しらせ

南極大陸での観測活動

16

しらせ上空を覆うオーロラ

Publication「巨大リザーバ：南大洋・南極氷床」
北海道大学低温科学研究所
低温科学

第76巻

292P

平成30年3月7日発行
ISSN1880–7593

地球の氷の約90％を占める南極氷床は、海水準で約60mに相当する淡水リザーバ（貯蔵庫）であり、過去の地球で起こった海水準変動のほとんどは氷床の拡大・縮小によるものである。一方、南大洋では南極底層水という最も重い水が生成される。これは全海水の30-40％を占める巨大な（負の）熱のリザーバであり、世界の海洋の底層に潜り込み、海洋大循環（熱塩循環）のパターンや強度を規定する。その量や水温の変動は地球の熱の分配に大きく影響し、数百年－数千年スケールの全球気候を左右する。さらに、南大洋はCO2の最大のリザーバであり、氷期・
間氷期サイクルにおけるCO2変動は南大洋が決めてきたという説が有力である。このように、熱・水・CO2の巨大リザーバである南極氷床と南大洋は、
全球気候や海水準を決定づける最重要コンポーネンツである。
近年、地球最大の淡水リザーバである南極氷床の融解や流出の加速が明らかになり、海水準の大幅な上昇が懸念されている。
また、氷床融解によって生じた淡水が海洋の成層を強め、海洋大循環やCO2吸収が変化することによって全球気候を激変させる可能性があり、そうした海洋の変化が氷床融解をさらに促進することも考えられる。このように、南
極氷床と南大洋は一体となって全球環境に大変動をもたらす潜在力を秘めている。IPCCの第5次評価報告書でも、氷床融解の加速とともに南極底層水の生成量の顕著な減少が報告されており、いずれは全球規模の熱塩循環が変化する恐れがある。
過去の地球では、氷床も海洋熱塩循環も数百年から数万年以上の時間スケールを持って変動してきたが、かつてないスピードでCO2濃度が上昇し温暖化が進んでいる現在、巨大リザーバである南極氷床及び南大洋の変容を読み解くことは、
地球システムの将来予測において不可欠かつ喫緊の課題といえる。
一方で、南極氷床と南大洋は、その観測の困難さから現状で最もよく分かっていないコンポーネンツでもある。
特に、未探査領域とも言える氷と海洋の境界域における観測には、無人探査機等の新しい観測技術が必須である。さらに、現状の理解と将来の予測のためには、過去の理解が不可欠であり、アイスコア・海底コアや地形情報などによる古環境
データの取得・分析が必須となる。
南大洋のCO2（炭素）収支やその変動には、生物活動がCO2を取り込み深層・海底へ隔離する、生物ポンプが重要な役割を担っている。 数万年以上の時間スケールをもって変動する氷床に対して地殻（固体地球）
はすぐにはadjustしない（平衡にならない）ので、氷床変動に対する固体地球の粘弾性応答（GIA）の理解も重要となってくる。
南大洋と南極氷床が一体となって全球環境変動を駆動するシステムの理解と将来予測には、観測や分析で得られる知見を取り入れた、
大気・氷床・海氷・海洋・固体地球を結合させたモデル研究が必須となる。
このようなシステムの解明に向けて、まず、南極地域観測第IX期6か年計画「南極から迫る地球システム変動」が2016年度より開始された。
さらに、新学術領域研究「南大洋・南極氷床」が2017年度より開始された。なお、この領域研究の概要については、本巻でも、領域代表を務める川村賢二氏による総説の「はじめに」に述べられている。
これらのシステムの理解とプロジェクトの遂行のためには、分野をまたがった様々な相互作用の理解が本質的であるため、既存の学問分野を超えた研究アプローチが不可欠である。そのためには、各研究者が関係する他分野を広く理解し、異分野間での連携と議論を深めていくことが鍵となる。しかしながら、他分野を理解する敷居は高く、効率的に理解するための文献や教科書がほとんどないのが現状である。
そこで「低温科学」
本巻（Vol.76）
では、以上の背景のもと、南大洋・南極氷床をキーとする学際研究を大きく発展させ17

る目的で、関係する広範な研究分野を網羅・横断する解説・総説集を供することとした。具体的には、南大洋・南極氷床学際研究に関わる全ての分野、
気候力学、気象学、雪氷学、海洋物理学、海洋化学、生物学、計算科学、地球力学、地質学、
地形学、
測地学、
機械工学、
の各分野の方々に御執筆を頂き、計20編となる総説集を完成させた。
最後に、総説を執筆して頂いた全ての著者の方々に心より感謝申し上げる。執筆者の皆様の御足労が、研究分野を超越した視点を持つ研究者が育つことを含めて、真の“longterm investment”となること、を信じてここに発刊するものである。

目次
・南極底層水と全球海洋子午面循環
・南極沿岸ポリニヤでの海氷生成と底層水形成
・南大洋における観測からみた海洋長期変動
・棚氷と海洋の相互作用とそのモデリング・海洋炭素循環モデルの考え方と基礎・南大洋における人為起源二酸化炭素の取り込み
・南極海生態系研究の現状と展望─炭素循環と低次生産者の視点から・南極域環境変遷のさらなる理解に向けて―珪藻および黄金色藻化石研究の現状と課題―
・全球気候変動を駆動する南大洋海洋循環―アガラスリーケージとウェッデルジャイヤ―
・最終間氷期の南極氷床崩壊と海水準上昇
・南極のアイスコアから復元する過去の気候変動
・アイスコアによる海氷面積変動の復元
・南極氷床―その変動と海洋との相互作用―
・氷床モデリングの基礎
・衛星観測による南極氷床質量収支
・南極氷床変動と氷河性地殻均衡
・最終氷期最盛期以降の南極氷床融氷史：地形地質学から見た現状と課題
・南大洋の形成・自律型無人探査機（AUV）
による未探査領域調査
・音波探査で海底を見る：海底地形に記録された地球環境変動「低温科学」
第76巻編集委員会
編集委員長： 大島慶一郎（北大・低温研）
編 集 委 員： 須藤
北川

18

斎
（名古屋大学）暁子（北大・低温研）

Press Release（2018/1/23）

北極の硝酸エアロゾルはNOx排出抑制に関わらず高止まり～過去60年のグリーンランド氷床に記録された北極大気NO3-フラックスの変遷～
発表者：助教飯塚

芳徳

研究成果の概要
北海道大学低温科学研究所の飯塚芳徳助教らの研究グループは、21世紀になってからの北極の硝酸エア
が、周辺国によるNOx（窒素酸化物）＊3 の排出抑制政策を反映せず高い値を維
ロゾル＊1 フラックス＊2（流束）持していることを明らかにしました。
同グループは北極グリーンランド氷床にいくつかある頂上（ドーム）のうち、最も雪が多く降る南東部で約90mのアイスコア掘削に成功し、氷床ドームアイスコア史上最高の年代精度で過去60年間の北極大気環境を復元しました。
このアイスコアに含まれる過去60年間のNO -（硝酸イオン）の季節フラックスの変動を求め、
3

各国からのNOx排出量の変動割合と比較したところ、両者は一致していませんでした。NOx排出量は197080年以降、減少傾向を示していますが、アイスコアのNO -フラックスは1990年代が最も高く、2000年以降
3（21世紀）
は1960-80年代よりも高いという特徴があります。
今回の結果は、北極大気のNO -フラックスが周辺国（米国や欧州）における排出抑制政策によるNOxの減少
3割合を反映せず、高い値を維持していることを示しています。今後、北極NO3-フラックスがNOx 排出量と連動せず高い値を維持している原因と、将来の人間活動への影響を評価する必要があります。
本研究成果は2つの論文に分かれています。これらは2017年10月26日と2018年1月4日（Web版）のJournal of Geophysical Research: Atmospheres 誌に掲載されました。
論文発表の概要
論文名：Seasonal-scale dating of a shallow ice core from Greenland using oxygen isotope matching between
data and simulation（モデルとアイスコア間の同位体マッチングによる季節スケールのアイスコア年代決定）
著者名：古川崚仁1、植村立2、藤田耕史3、Jesper Sjolte4、芳村

圭5、的場澄人1、飯塚芳徳1（1. 北海道大学

低温科学研究所、2. 琉球大学理学部、3. 名古屋大学大学院環境学研究科、4. ルンド大学（スウェーデン）、
5. 東京大学生産技術研究所）
雑誌名：Journal of Geophysical Research: Atmospheres（大気科学の専門誌）
D O I：10.1002/2017JD026716
公表日：2017年10月26日（木）
論文名：A 60-year record of atmospheric aerosol depositions preserved in a high-accumulation dome ice
core, southeast Greenland（グリーンランド南東部の高涵養量ドームに保存された過去60年間の大気降下物の記録）
著者名：飯塚芳徳1、植村立2、藤田耕史3、服部祥平4、関宰1、宮本千尋5、鈴木利孝6、吉田尚宏4、本山秀明7、

的場澄人1（1. 北海道大学低温科学研究所、2. 琉球大学理学部、3. 名古屋大学大学院環境学研究科、4. 東京
工業大学物質理工学院、5. 東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻、6. 山形大学学術研究院、7. 国立極地研究所）
雑誌名：Journal of Geophysical Research: Atmospheres（大気科学の専門誌）
D O I：10.1002/2017JD026733
公表日：2018年1月4日（木）（Web版公開）

19

Press Release【用語解説】＊1

硝酸エアロゾル … 硝酸イオン（NO3-）のように酸化窒素の形で存在する窒素が、大気中に微粒子として浮遊している状態のこと。大気中で生成した硝酸は雨等により大気圏から取り去られ、海洋や森林などの生物圏に再び沈着される。

＊2＊3

フラックス … 流束（単位時間単位面積あたりに流れる量）のこと。
NOx … 窒素の酸化物の総称で、一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化二窒素、三酸
化二窒素、五酸化二窒素などが含まれる。NOxは工場の煙や自動車排気ガスなどから人為的に排出され、気管支炎、酸性雨、PM2.5、流域の富栄養化など、
人間活動や環境に悪影響を与えている。 窒素分子そのものは、大気中に最も多く含まれる気体である。

（2018/2/2）

生命誕生に迫る始原的代謝系の発見～多元的オミクス研究による新奇TCA 回路の証明～
発表者：国立研究開発法人海洋研究開発機構海洋生命理工学研究開発センター
研究開発センター長代理
北海道大学低温科学研究所

教授

布浦

拓郎

力石

嘉人

研究成果の概要
国立研究開発法人海洋研究開発機構（理事長 平 朝彦）海洋生命理工学研究開発センターの布浦拓郎主任研
究員らは、北海道大学（総長 名和 豊春）、京都大学（総長 山極 壽一）、製品評価技術基盤機構（理事長 辰巳 敬）と共同で、
南部沖縄トラフの熱水活動域から採取した試料より単離した細菌が、アミノ酸など生命に必須の化合物の生合成に不可欠なTCA回路（tricarboxylic acid 回路：クエン酸回路）の中でも、最も始原的な形態の回路を有することを発見しました。
本研究の一部は、国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）の戦略的創造研究推進事業（CREST）の助成を受けて実施されました。
本成果は、
米国科学誌
「SCIENCE」に2月2日付け（日本時間）で掲載されました。
論文発表の概要
タイトル：A primordial and reversible TCA cycle in a facultatively chemolithoautotrophic thermophile
著者名：布浦拓郎1、力石嘉人1,2,3、井崎力久4、諏訪貴士 4、佐藤喬章4、原田健史5、森征行1,6、島村繁6、柳川勝紀6†、首藤彩1、大河内直彦2、高木善弘1,6、
跡見晴幸4,7、高井
藤田信之5‡、

研6

所属：1. 国立研究開発法人海洋研究開発機構 海洋生命理工学研究開発センター、2. 国立研究開発法人海洋研究開発機構 生物地球化学研究分野、3. 北海道大学 低温科学
研究所、4. 京都大学大学院工学研究科、5. 独立行政法人
製品評価技術基盤機構、6. 国立研究開発法人海洋研究開発機構深海・地殻内生物圏研究分野、7. 国立研究開発法
人科学技術振興機構 CREST
現所属：†北九州市立大学、‡東京農業大学

20

浩二5、加藤裕美子5、宮崎Press Release（2018/2/6）

宇宙に様々な種類のガスが存在する理由を解明～長年の天文学の謎解きに成功～

発表者：助教 大場 康弘
教授 渡部 直樹
研究成果の概要
北海道大学低温科学研究所の大場康弘助教・渡部直樹教授らの研究グループは、実験室に宇宙空間を再現
こおりせいかんじんすることで、光の届かない冷たい宇宙空間にただよう氷の微粒子（氷星間塵）から分子がガスの状態で放出されるしくみを、世界で初めて明らかにしました。長年、天文学の分野で謎とされていた「極低温の宇宙空間で、なぜいろいろな分子が凍りつくことなく、ガスの状態で存在できるのか？」に対する答えを見つけたといえます。
宇宙空間には、星も存在していない、–263℃という極低温の領域（分子雲）が存在します。この領域は肉眼では真っ黒で何もないように見えますが、最近の天文観測の結果、そこには大量の氷星間塵とガスが存在する
ことがわかってきました。
しかし、物理学の考え方では、水素などの軽い分子を除いて、ほとんどすべての原子や分子は極低温の氷星間塵に付着し、そのまま凍りついてしまうため、ガスとしては存在できないはずです。
また、分子雲には氷の表面の分子をガスに蒸発させるために必要な、紫外線などのエネルギー源がありません。
それなのに、
なぜ、分子雲に大量のガスが存在できるのか、これまで天文学上の謎でした。研究グループは、–263℃の擬似的な氷星間塵を作製し、その表面を観察することにより、化学反応が引き金となって氷表面から分子が効率よく放出されることを、世界で初めて明らかにしました。この実験結果は、光などのエネルギーがない極低温の宇宙空間で、氷星間塵からガスを放出させるしくみを実証するもので、これにより、多種多様な分子が凍りつくことなく、ガスとして分子雲に存在できる理由が明らかになりました。
なお、
本研究成果は、
英国時間2018年2月5日（月）公開のNature Astronomy誌に掲載されました。
論文発表の概要
論文名：An infrared measurement of chemical desorption from interstellar ice analogues（疑似氷星間塵からの分子の脱離を赤外吸収分光法により観測）
著者名：大場康弘1、都丸琢斗1、ターニャ・ランバーツ2、香内晃1、渡部直樹1（1. 北海道大学低温科学研究所、

2. シュツットガルト大学）
雑誌名：Nature Astronomy
D O I：10.1038/s41550-018-0380-9
公表日：英国時間2018年2月5日（月）（オンライン公開）

21

Press Release（2018/3/6）

南極の気温と二酸化炭素変動の不一致は日射量が引き起こす
─過去72万年間の南極と周辺海域の温度変動を復元─

発表者：琉球大学
北海道大学低温科学研究所

准教授
助教

植村

立

飯塚

芳徳

研究成果の概要
琉球大学理学部の植村立准教授、北海道大学低温科学研究所の飯塚芳徳助教ら国内外11機関19名からなる研究グループは、日本の南極地域観測隊が南極ドームふじで掘削したアイスコア＊1の分析によって、過去
72万年間の南極の気温と周辺海域の水温変動を復元しました。 本研究のように、海水温も含めてアイスコアから復元したデータとしては、過去最長だった42万年間の記録を30万年延長するものです。 地球温暖化をはじめとする気候変動を正確に予測することが社会的にも大きな課題となっています。 今回の研究は、環境が大きく異なっていた過去について、二酸化炭素濃度や日射量の変動と気温変動との関係を明らかにしたもので、地球の気候変動のメカニズムの解明に役立つと期待されます。この成果は、2018年3月6日付「Nature
Communications」
誌にオンライン掲載されました。
論文発表の概要
論文名：Asynchrony between Antarctic temperature and CO2 associated with obliquity over the past 720,000 years
著者：植村立1*、
本山秀明2,3、Valérie Masson-Delmotte4、Jean Jouzel4、川村賢二2,3、東久美子2,3、藤田秀二2,3、
倉元隆之2#、平林幹啓2,3、三宅隆之2、大野浩2##、藤田耕史5、阿部彩子6,7、飯塚芳徳8、堀川信一郎8§、五十嵐誠9、
鈴木啓助10、鈴木利孝11、藤井理行2¶

1. 琉球大学 理学部、2. 情報・システム研究機構 国立極地研究所、3. 総合研究大学院大学 極域科学専攻、
4. Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE), CEA-CNRS-UVSQ, France、5. 名
古屋大学大学院 環境学研究科、6. 東京大学 大気海洋研究所、7. 国立研究開発法人 海洋研究開発機構、8.
北海道大学 低温科学研究所、9. 国立研究開発法人 理化学研究所、10. 信州大学理学部、11. 山形大学 学術研究院#現在 福島県環境創造センター、##現在 北見工業大学 地球環境工学科、§現在 名古屋大学大学院環境学研究科附属地震火山研究センター、¶現在 丸善株式会社
雑誌名：Nature Communications
D O I：10.1038/s41467-018-03328-3
公表日：2018年3月6日【用語解説】＊1 アイスコア：南極や北極の氷床を掘削して得られた円柱状の氷試料のこと。 本研究で使用したドームふじアイスコアは、南極
地域観測事業「第2期ドームふじ観測計画」
により2003 ～ 2007年に掘削された。

22

Press Release（2018/5/9）

深海底の緩やかな起伏が表層海流と海面水温前線を生む～亜寒帯の表層海流と強い海面水温前線をつくり出す新メカニズムを発見～
発表者：教授三寺史夫

研究成果の概要
北海道大学低温科学研究所の三寺史夫教授らの研究グループは、水深約5,500mの深海におけるわずかな海底起伏が、
実は海の表面の海流や水温前線をコントロールしている、という新たな海流形成メカニズムを発見しました。
2000年代になって、北海道の東方1,000㎞の沖合に黒潮を源とする海流（通称・磯口ジェット；下図）が見出されました。 温かい黒潮水を運ぶ磯口ジェットは、親潮による亜寒帯海水との間に強い水温前線を作るた
め、その周辺海域は好漁場となっています。 またその変動は、北半球規模の気候変動を引き起こす要因であることも最近の研究でわかってきました。 しかし、磯口ジェットがなぜ岸から1,000㎞も離れた海域に安定して存在するのか、
その形成メカニズムは謎のままでした。
本研究では、従来見過ごされてきた、水深約5,500mの深海底における500m程度の低い緩かいぼう

やかな海底地形（北海道海膨）が、渦－地形相
互作用を通して海洋表層の磯口ジェットと海面水温前線を驚くほど効率的に生み出すという、新たなメカニズムを発見しました。 背の低い緩やかな海底地形は世界中の海のいたるところにあるため、中高緯度の様々な海で、今回発見した海流形成メカニズムが働いている
ことが予想されます。本研究を基礎にした海
洋学、水産学、気候学の進展が期待されます。
なお、本研究成果は、2018年3月22日（木）
公開のNature Communicationsに掲載されました。

海表面流速（矢印）と海底地形（カラー陰影）。海底地形は深海底の起伏（5,000～ 6,000m）を強調表示。

論文発表の概要
論文名：Low ocean-floor rises regulate subpolar sea surface temperature by forming baroclinicjets（深海底の背の低い起伏が傾圧ジェットを形成し亜寒帯の海面水温を規定する）
著者名：三寺史夫1、美山

透2、西垣 肇3、中野渡拓也4、西川はつみ1、中村知裕1、和川拓5、古恵亮2、藤井陽介6、伊藤進一7（1. 北海道大学低温科学研究所、2. 海洋研究開発機構、3. 大分大学理工学部、4. 国立極地研究所、5. 水産研究・教育機構日本海区水産研究所、6. 気象庁気象研究所、7. 東京大学大気海洋研究所）
雑誌名：Nature Communications
ＤＯＩ：10.1038/s41467-018-03526-z
公表日：英国時間2018年3月22日（木）（オンライン公開）

23

NEW
N
NEEW
WSSS
■低温科学研究所 新所長就任
平成30年3月31日限りで江淵直人所長が任期満了となり、福井学教授が新所長に就任しました。
低温科学研究所は、地球環境科学の一翼を担う研究機関として、寒冷圏の様々な自然現象の解明に取り組むとともに、物性物理学、地球化学、地球惑星科学、海洋科学、生物環境科学などに関する基礎的研究も推進しながら、様々な分野と複合的に結びつき新たな学術創成に努めてまいります。
皆様のより一層のご支援、ご鞭撻を賜りますようお願い申し上げます。

■低温科学研究所が紋別市と連携協定を締結
低温科学研究所では、2月19日（月）に紋別市と連携協定を締結しました。 調印式は紋別市文化会館にて行われ、紋別市から宮川良一市長、本研究所からは江淵直人前所長が出席しました。
本研究所は昭和40年に流氷研究施設を紋別市に設置し、オホーツク海の総合研究により、流氷は地球環境
や海洋生物の生産活動等に大きな影響を与えることを解明してきましたが、平成16年に施設を廃止・転換し、環オホー
ツク観測研究センターを札幌に設置しています。
今回の連携協定は、研究のみならず、紋別市と共に培ってきた学術、文化、人材育成の分野において、より緊密で組織的な協力関係を構築し、教育、地域振興の分野においても相互の発展充実を目的として締結されたものです。 また、協定締結により、紋別市海洋交流館内にあるオホーツク海洋研究室は新たな研究拠点となり、今後もさらに積極的な交流連携が期待されます。

協定書を取り交わす宮川良一市長（右）と江淵直人前所長

24

連携協定調印式後の記念講演の様子

N
N
NEWS
EWS
EWS
A WA R D

渡部直樹

北海道大学 ディスティングイッシュトプロフェッサー（平成30年4月19日）

小島

久弥／福井

学

一般社団法人日本生態学会 Ecological Research 論文賞（平成30年3月17日）

小野

数也

平成29年度北海道大学教育研究支援業務総長賞（貢献賞）奨励賞 技術部門
（平成30年3月15日受賞）

木村勇気

独立行政法人日本学術振興会 第14回
（平成29年度）
日本学術振興会賞（平成30年2月7日）

網野智美

Fifth international symposium on arctic research,
Young scientists poster award of excellence（平成30年1月18日）

25

NEWS
■共同研究・研究集会採択課題
平成30年度北海道大学低温科学研究所共同研究・研究集会は、平成29年12月1日から平成30年1月19日まで公募を行い、審査の結果、
下記の課題を採択いたしました。
なお、研究代表者の職名は原則として申請時のものといたしましたことをご容赦願います。
Ⅰ．開拓型研究（採択件数 2 件）
氏名

所属

長尾

誠也

金沢大学
環日本海域環境研究センター

新家寛正

東北大学金属材料研究所

職名

タイトル

教

授

陸海結合システムの解明-マルチスケール研究と統合的理解-

助教

氷のキラル結晶化における不斉発現機構の解明と不斉源としての可
能性の探索

教

授

未来の温室地球の類型としての過去の温暖期の気候状態の解明

Ⅱ．研究集会（採択件数 14 件）
池原実

高知大学海洋コア総合研究センター

遠藤貴洋

九州大学応用力学研究所准教授

宗谷暖流を始めとした対馬暖流系の変動メカニズム小畑元

東京大学大気海洋研究所

教授

西部北太平洋亜寒帯域における物質循環および海洋生態系とのリン
ケージ

佐﨑

元

北大低温研

教

授

結晶表面・界面での相転移ダイナミクスに関するその場観察および
理論

田村

岳史

国立極地研究所

坪田敏男

北海道大学大学院獣医学研究院

庭野匡思

気象庁気象研究所

研究官

現在気候下におけるグリーンランド氷床質量変動メカニズム解明

縫村崇行

千葉科学大学講師

気候変化に伴う質量収支と氷河変動に関する研究

野原精一

国立環境研究所室

長

雪氷の生態学（12）気候変動による湿原生態系の将来

服部祥平

東京工業大学物質理工学院

助教

グリーンランド南東ドームコアに関する研究集会

程木義邦

京都大学生態学研究センター

宮﨑

雄三

北大低温研

助

教

寒冷圏大気 - 海洋間の生物地球化学的相互作用に関する研究集会

安田一郎

東京大学大気海洋研究所

教授

西部ベーリング海におけるロシア船観測航海実施のためのワーク
ショップ

渡部

直樹

北大低温研

教

授

星間物質ワークショップ2018

准教授

南極海洋 - 海氷 - 氷床システムの相互作用と変動

教

冬眠休眠研究会

授

特定准教授

水環境の保全と再生に向けた環境微生物学・水環境学の最前線

Ⅲ．一般研究（採択件数 58 件）

26

青木

一真

富山大学大学院理工学研究部（理学）教

授

大気・雪氷・植生融合分野における北海道の大気エアロゾルの動態
変化

麻川

明俊

山口大学大学院創成科学研究科

助教

水熱環境での結晶成長の特殊性を1分子高さレベルで究める阿部真之

大阪大学大学院基礎工学研究科

教

授

複合環境制御型原子間力顕微鏡による氷表面の分子分解能計測石井弘明

神戸大学大学院農学研究科

准教授

森林火災による北方林の攪乱動態を予測する数理モデルの開発

石川尚人

海洋研究開発機構
生物地球化学研究分野

研究員

アミノ酸の炭素同位体比を用いた生態系の解析手法の萌芽的研究

石崎武志

東北芸術工科大学

教

授

寒冷地の文化財の劣化に関わる凍上現象の実験的研究

石塚航

北海道立総合研究機構林業試験場

研究主任

未利用の北方系カラマツ属樹種の遺伝資源情報の収集

泉洋平

島根大学生物資源科学部

准教授

ニカメイガ越冬幼虫体液の氷結晶成長抑制に関わる物質の探索稲垣厚至

東京工業大学環境・社会理工学院

助教

格子ボルツマン法LESを用いた複雑地表面上で発達する大気境界層
の数値解析

稲津

將

北海道大学大学院理学研究院

教

授

吹雪・雪崩災害予測のための降雪粒子自動観測装置および自動解析
スキームの開発植田寛和

立教大学理学部物理学科

助教

水分子・水クラスタービームの開発および氷の構造解析

牛尾収輝

情報・システム研究機構
国立極地研究所准教授

南極域沿岸定着氷の物理的・生物地球化学的特性の解析

金子文俊

大阪大学大学院理学研究科准教授

低温域における昆虫体表脂質凝集構造の組成依存性

木田新一郎

九州大学応用力学研究所准教授

ドローン空撮を用いた沿岸域の流れ場の解明

桑形恒男

農業・食品産業技術総合研究機構

ユニット長

小濱

剛

千葉科学大学危機管理学部
環境危機管理学科准教授

耕地生態系と大気環境の相互作用の解明
飼育ウナギの代謝活性の測定

後藤

晶子

金沢大学理工研究域

博士研究員

植物脂質（脂肪酸）の水素同位体比測定：植物の温度適応の解明にむ
けて

斉藤

和之

国立研究開発法人 海洋研究開発機構

主任研究員

南半球陸域における凍土状況と気候の変動佐藤正英

金沢大学総合メディア基盤センター

澤田結基

福山市立大学都市経営学部准教授

岩塊斜面に形成される地下氷の観測手法の確立

杉浦幸之助

富山大学大学院理工学研究部

教

吹雪の鉛直多層エネルギー交換モデルによる大気および積雪特性の
検証

教

授

授

氷表面での特異なステップの振る舞いの解明 - 不純物の可能性 -杉本敏樹

分子科学研究所
物質分子科学研究領域

准教授

極低温星間鉱物表面に物理吸着した水素分子のオルソ - パラ転換

杉本

宜昭

東京大学
大学院新領域創成科学研究科

准教授

原子間力顕微鏡による氷表面の原子分子の拡散の研究鈴木利孝

山形大学学術研究院（理学部）教

グリーンランド南東ドーム氷コア中の金属成分解析

高崎和之

東京都立産業技術高等専門学校

准教授

民生用重量計を利用した積雪重量自動計測システムの改良

竹腰達哉

東京大学天文学教育研究センター

特任助教

ミリ波サブミリ波分光撮像観測に基づく星間物質進化の研究

多田雄哉

国立水俣病総合研究センター

特別研究員

海洋低次生態系における食物網構造の決定と水銀濃縮過程の解明

立花義裕

三重大学生物資源学研究科

塚本勝男

大阪大学大学院工学研究科

招へい教授

結晶光学軸分布測定みた多結晶から単結晶氷への成長中井陽一

理化学研究所
仁科加速器研究センター

専任研究員

低温領域における C60 フラーレンの水素化反応

中川

達功

日本大学生物資源科学部准教授

北海道厚岸湖におけるシアノコバラミン生合成微生物の低温環境適応に関する研究中島啓裕

日本大学生物資源科学部助

北方林における微生物、昆虫、脊椎動物の腐肉をめぐる相互作用

中村

和樹

日大工学部

西村

尚之

群馬大学社会情報学部

庭野匡思

気象庁気象研究所

研究官

大気 - 積雪間の熱・水交換過程をモデル化するための観測的研究（2）布浦拓郎

国立研究開発法人 海洋研究開発機構

主任研究員

環境微生物における新規炭素中央代謝・アミノ酸生合成経路の探索

野口航

東京薬科大学教授

落葉樹林の林床の常緑草本の葉における低温ストレスへの光合成系の保護機構の解明

野村

大樹

北大院水産

助

教

南極における海洋・海氷の観測研究

早川洋一

佐賀大農学部

教授

昆虫サイトカインプロセシング酵素の活性化分子機構の解析

原口昭

北九州市立大学国際環境工学部

教

授

北方泥炭地生態系の炭素収支をより正確に計測する手法の検討

教

授

授

教

オホーツク海と相互に影響を及ぼしあうグローカル大気海洋諸現象

准教授

衛星観測で捉えた東南極における氷河流動と海氷状態変化の相互作用

教

北方林の更新維持機構の生態学的・遺伝学的解析

授

原田鉱一郎

宮城大学食産業学群准教授

北海道内における土壌凍結深の変動に関する研究及び機器の開発

東岡由里子

高知工業高等専門学校

准教授

寒冷地沿岸部における石油系炭化水素分解硫酸還元菌に関する研究

平島寛行

防災科学技術研究所
雪氷防災研究センター

主任研究員

水みちを考慮した積雪変質モデルによる分布型融雪流出モデルの
開発

平野

高司

北大大学院農学研究院

藤田耕史

名古屋大学大学院環境学研究科

准教授

ヒマラヤの氷河融解を抑制するデブリの熱特性の計測とモデル開発

古川善博

東北大学大学院理学研究科・理学部准教授

隕石に含まれる糖およびその関連物質の炭素同位体比および光学異性体比の解明堀彰

北見工業大学

准教授

ラマン散乱法によるグリーンランド南東ドーム浅層コアの気泡の空気組成の測定本同宏成

広島大学大学院生物圏科学研究科

講師

油脂 - 乳化剤結晶表面および界面の原子間力顕微鏡観察

的場

澄人

北大低温研

助

教

積雪の新国際分類法に対応した従来の国内積雪分類方法の改訂

美山

透

国立研究開発法人 海洋研究開発機構

主任研究員

海底地形と渦がつくる亜寒帯特有の循環形成と変動メカニズムの
理解

民田

晴也

名古屋大学宇宙地球環境研究所

主任技師

多周波・偏波レーダを利用した固体降水観測技術の高精度化

安成哲平

北海道大学大学院工学研究院

助教

小型エアロゾルセンサーと PM2.5 センサーの比較検証及び寒冷地
用低温動作試験山田芳則

気象庁気象研究所

室長

サブ km 解像度の数値モデルによる発雷を伴う降雪雲の内部構造の
解明

山中

明

山口大学大学院創成科学研究科

教

授

チョウ類の休眠性に関連した表現形質制御に関する解析山本俊政

岡山理科大学工学部
バイオ・応用化学科

横沢正幸

早稲田大学人間科学学術院

吉川

知里

国立研究開発法人 海洋研究開発機構

技術研究員

海洋植物プランクトンの窒素源推定⼿法の確⽴

英嗣

海洋開発研究機構
北極環境変動総合研究センター

研究員

北極域における海氷・海洋の観測モデル融合研究

渡邉

教

授

泥炭の好気的分解にともなう CO2 および CH4 放出量の定量化

准教授

好適環境水で飼育した魚・甲殻類のアミノ酸安定同位体比の測定

教

個体の空間配置情報を取り入れた植物個体群のサイズ構造モデルの
改良

授

27

NEWS
■人事異動（平成29年10月2日から平成30年4月1日まで）
異動日

異動内容

H29.10.31
H29.11. 1

H29.12. 1

名

職

名

備

考

転出

髙

瀨

吉

晴

係

長

病院医事課課長補佐へ

転入

瀬

崎

修

一

係

長

総務企画部情報企画課主任から

採用

田

村

豪

主

博士研究員

採用

安

藤

香

織

技術補助員

採用
採用

H29.12. 6

採用

H30. 1. 1

採用

H30. 2. 5

任期満了

H30. 2. 9

辞職

H30. 3.31

氏

CHAMBERS, Christopher
篠

原

博士研究員

ありさ

研究支援推進員

VAN DRIESSCHE ALEXANDER E.S.
山

口

良

特任准教授

文

教

VAN DRIESSCHE ALEXANDER E.S.
張偉

授東京大学薬学部准教授から特任准教授
非常勤研究員

定年退職

宮

内

政

任期満了

橋

場

しのぶ

事務補佐員

任期満了

佐々木

瑶

子

技術補佐員

任期満了

石

川

恵里子

事務補助員

任期満了

蛯

名

よしみ

技術補助員

任期満了

小

瀧

明

美

技術補助員

任期満了

新

堀

邦

夫

技術補助員

任期満了

髙

橋

一

弘

技術補助員

任期満了

山

﨑

智

也

博士研究員

任期満了

猪

股

将

弘

学術研究員

任期満了

田

中

今日子

学術研究員

採用

滝

沢

侑

子

助

転入

中

田

雄

二

事務長

薬学事務部事務長から

転入

阿

部

裕

幸

主

任

環境科学事務部主任から

転入

土

田

とも峰

主

任

総務企画部情報企画課主任から採用

W. M. C. サミラ

特任助教

採用

稲

津

智恵美

事務補助員

採用

若

月

美

香

事務補助員

採用

伊

藤

優

人

非常勤研究員

採用

梅

澤

和

寛

非常勤研究員

採用

大

橋

良

彦

学術研究員

H30. 4. 1

幸編集後記▶今号も私達の幅広い研究成果を満載しました。どうぞお楽しみください。（渡辺）▶低温研としての新しい研究テーマと地球温暖化の今に触れて刺激を受けました。（木村）▶今号も魅力ある記事ばかりだと思います。特に新任の先生方の研究紹介を通して、低温研の " 未来 " に触れてみてください。（村田）▶南極地域観測隊としての研究も紹介されており、充実した内容となっています。（長尾）事務長

教低温研ニュース第45号（北海道大学低温科学研究所広報誌）
発行人：低温科学研究所所長
編

集：低温研広報委員会
（渡辺

力、木村

勇気、村田憲一郎、事務部総務担当）

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