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Frontier Sciences

環境学研究系
人類を取り巻く環境を自然・文化・社会の観点から解析して、将来の人類のための政策立案、技術開発に必要な教育研究を行い、環境学の様々な問題に的確に対処できる人材を育成します。

環境システム学専攻

http://www.k.u-tokyo.ac.jp/pros/person/katsuro_
anazawa/katsuro_anazawa.htm

不思議な災害室効果ガスである二酸

1化炭素（CO2）の大気中がディスコでフィバっていた昭和の終わり頃のこと。地球の効果ガスの抑止を施策するため

裏側、「西アフリカ・カメルーンのに極めて重要な課題です。二酸片田舎で謎の事件発生」のニュー化炭素の起源により安定炭素

スが新聞の紙面を賑わせました13

写真1：ニオス湖から吹き上がる脱ガス噴水（10年間の連続噴出）

986年夏、ナウなヤングの収支を解明することは、温室（Rsample−
同 位体 比（δ C＝（図１）。カメルーン北部の火口湖・Rstandard）/ Rstandard×1000。

ニオス湖周辺の村との連絡が突ここで、Rsampleはサンプルの然途絶えたというのです。調査

13CO2 / 12CO2、Rstandardは国隊が出向くとそこには住民約2000

際標準試料の13CO2 / 12CO2で、名、家畜7000頭の死体が累々とCO2で は0.011237と さ れ て いしていました。植物や家屋には

図1：カメルーン・ニオス湖の位置（首都ヤウンデからガタガタ道で丸2日）る。
）が異なるため、二酸化炭素何の損傷も見られず、動物だけ

水爆発」とも呼ばれる現象の解明の安定炭素同位体比を、現場が死滅し、動くものは風ばかりとのために、さらなる研究が必要といった状況でした。

されています。

において高い時間分解能で直穴澤活郎 准教授
自然環境学専攻

人類を取り巻く環境を自然・文化・社会の観点から解析して、将来の人類のための政策立案、技術開発に必要な教育研究を行い、環境学の様々な問題に的確に対処できる人材を育成します。

http://www.tonokura-lab.k.u-tokyo.ac.jp/

二酸化炭素の起源と安定炭素同位体
温環境学研究系

戸野倉賢一 教授

図1：二酸化炭素の安定炭素同位体の大気循環。安定炭素同位体比を千分率（δ13C）で示している。二酸化炭素の起源により、その安定炭素同位体比が異なっていることがわかる。

接計測できれば、二酸化炭素

この奇っ怪な事件は直ちに国

さて、情報社会の最中、程無の排出源や、大気収支を解明置の開発が望まれていました。

計測結果と一致し、本装置によ出挙動の把握ができるようにな際的な関心を呼び、日本・米国なく世間から忘れ去られたこの事するために有用な情報を得るこ

光通信用に開発された2μmり、大気中のCO2安定炭素同位ります。

どの先進国研究チームが緊急に件。当時の私の専門が火山化学とができ、その排出削減に関す帯の半導体レーザーを光源とし体の変化を高精度、リアルタイ

さらには、医療現場における調査を行いました。その結果、であったためか、本件が自分のる策定が可能になります。天然て用いた安定炭素同位体を連ムに計測できることが立証され呼気診断、森林生態系におけ

人々や家畜の死因は窒息である

誕生日に発生したためか、私にはに存在する二酸化炭素の約1%続計測可能な可搬型レーザーました。これにより、地球温暖る温 室 効果ガスの収支挙 動、こと、どうやら窒息の原因は二酸

思い出そうとしても忘れられないは13CO2であり、12CO2と13CO2の吸収分 光装置を開発しました化防止に対する効果的な施策を火山活動予測といった幅広い化炭素によるものであること、そ事件として、長く心に刻まれており同位体比の変化をリアルタイム（図1）。高感度吸収分光法と計講じる際、温室効果ガスの排分野への応用が期待されます。

してその二酸化炭素はニオス湖かました。その事件から四半世紀

写真2：ニオス湖での水浴（コンタミネーション源？：筆者・左端）

写真3：ニオス村の幼子たち（都会の絵の具に染まらないでね）

写真4：ニオス村の子供達とともに（折り紙で日カメ交流）

学的な観測を行います。

湖をぼ〜っと眺める日常の中、人々に、精度よく測定するためには、測装置の温度圧力等を高精度ら急激に噴出したマグマ起源のもを経た2011年。奇遇が偶然を呼カメルーン奥地には快適な日本はゆったりとした時の流れを贅沢高感度な微量ガス検出手法のに制御することにより、高精度のであることが判明しました。高んで、引き寄せられるようにニオス生活を支える電気も風呂も箸もあに楽しんでいます（写真3・写真4）。

導入が必要不可欠です。これまな安定炭素同位体比の測定に濃度（＞ 40%）の二酸化炭素を含湖に行くことになりました。

りません（写真2）。実験に必要な日々ただ忙しく過ごす私達日本人で、安定炭素同位体の計測は、成功いたしました。新規に開発んだ大気が湖から流出し、重いニオス湖での任務は、現在行ポリ瓶や蒸留水の供給もありませが失ったものを豊かに持っている13C値の計測精度

二酸化炭素の塊が一気に谷を流われている湖水の脱ガスプロジェん。必要物資はすべて日本からようにさえ思えます。只今カメルー

一般的に同位体比質量分析計をした装置のδ用いて行われてきましたが、気は0.02‰で、従来、安定同位体れ下ったのです。この二酸化炭素

クトの状況確認や、湖水爆発が持ち込まなければなりません。あン行きの準備をしつつ、眠気覚ま体をサンプリングし、実験室に比測定に用いられている安定同の塊に襲われた人々は、数分間再発生する可能性などについてるものといえば黄熱病・マラリア・しのコーヒー片手に原稿を書いて持ち帰らなければなりませんで位体比同位体質量分析 計程度という、極めて短時間のうち定量的な判断をすると同時に、湖コレラ・肝炎・破傷風でしょうか。

おります。この原稿が処理（処した。この方法では、高い精度（IRMS）の精度に匹敵します。に窒息死したと考えられています。

水爆発の本質的なメカニズムのしかし、カメルーンの奥地には、分？）される頃にはカメルーンの空で計測が可能である反面、サン

図2は開発装置を用いて測定しニオス湖で発生した二酸化炭解明を「カメルーンの研究者と共日の出から日没までヤギを追い、の下にいることでしょう。カメルー

プリングしてから計測までの時た東京での二酸化炭素濃度と素は、炭素安定同位体比や共存に」進めていくことにあります（写

木々の果実を取りながら、素朴にンの人々と共に汗をかきながら、間変化の問題や、前処理が必

安定炭素同位体比の変化です。

するヘリウム同位体比から、マグ真1）。現地ではカメルーンの人々

ゆったりとした生活を営む人々と、携帯電波の届かない最果ての秘

要、現場での計測が困難、装この計測時に3点、大気をサンマ起源であると判断されましたと衣食住を共にし、ともに火山にその生活の中からこぼれ出る笑

境で豊かな生活をしております。

置が複雑であるといった問題がプリングし、IRMSによる計測が、メカニズムは、いまだ推測の登り、急な崖を降り、筏を組み、顔があります。日長椰子の実やバ

願わくはカメルーンの人々と共に同存在し、これらを克服できる装を行ったところ、本装置による段階にとどまっています。この「湖湖上に漕ぎ出して様々な地球化ナナが落ちてくるのを待ち、空やじ笑顔でおられますよう。

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創 成 Vol.19

図2：開発装置による大気中の二酸化炭素濃度（下図）と安定炭素同の測定結果。
位体比の千分率（δ13C：上図）

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