名古屋大学加速器質量分析計業績報告書，XX，2009.03

琵琶湖の淡水リザーバー効果に関する研究宮田佳樹1)南雅代 2)

遠部慎1)， 3)坂本稔1)今村峯雄 1 )1)国立歴史民俗博物館，干 285-8502 千葉県佐倉市城内町 117

TE し&FAX:043-486-4054

E‑Mail:ymiyata@rekihaku.
acJP2) 名大年測定センター
3) 北大埋蔵文化財調査室
はじめに琵琶湖沿岸の低湿地にある入江内湖遺跡から出土した(同一個体 )8 破片の土器付着炭化物の内，外面を炭素年代測定したところ，内面付着物の年代が外面付着物の年代よりも，系統的に古い値を示すことから，その原因のーっとして，淡水リザーバー効果の可能性を指摘した(宮田他， 2008;Miyataetal., submitted)

また，これまでの琵琶湖の堆積物の年代測定結果からも非常に古い有機物が存在することが報告されている(南他， 2005; 中村他， 1986 など)そこで，本研究では，現生生態試料を用いて琵琶湖における淡水リザーバー効果の可能性を検証してみる.
実験方法

研究に用いた試料は， 1960 年代から 1990 年までの二枚貝(セタシジミ，カラスガイ)と巻き貝(ナガタニシ，ヤマト力ワニナ)の貝殻であるーさらに， 2008 年 4 月から 5 月にかけて，南湖と北湖のセタシジミ大気中の 14C濃度の比較試料として，松葉とアシを採取したー試料の採取地点を図 1 に示した.

貝試料は，付着した有機物などの汚れを取り除くために， Milli Q 水，アセトンで超音波洗浄を繰り返し行った.その後，なるべく成長線に近い先端部分から貝を削りだし， HCI でリーチングした.その後，リン酸分解によって，二酸化炭素を生成させた.発生した二酸化炭素は，ガラス製真空ラインで精製し，鉄触媒を用いて，一晩かけてグラファイトに還元した.

松葉とアシは，通常行う，酸・アルカリ・酸処理 (AAA 処理)を用いて洗浄した.まず，付着した有機物などの汚れを取り除くために， Milli Q 水，アセトンで、超音波洗浄を繰り返し行った.次に炭酸塩などの汚染を取り除くために，

1N HCI に浸け， 80 oC , 1 時間加温する行
程を 2 回繰り返した.それから，フミン酸など土壌起源有機物を除去するために， 1NNaOH で 80 oC ， 1 時間加温する行程を，褐
色の溶液がほとんど透明になるまで数回繰り返した.最後に， 1NHCI を用いて，アルカリ処理中に吸収した可能性のある二酸化炭素を除去しかっ，残存するアルカリを中和するために， 80 oC , 1 時間加温する E
この行程を 2 回行った最後に， M
illi
Q水で、80 oC , 1 時間加温する作業を中性になるまで， 4 回ほど繰り返し，オープンで乾燥させた

次に， AAA 処理済の試料 "'5mg を酸化銅， Sulfix とともに石英管に詰め， 850 0C で3 時間燃焼し，二酸化炭素を生成させた

発生した二酸化炭素は，ガラス製真空ラインで精製し鉄触媒を用いて，一晩かけてグラファイトに還元した.生成したグラファイ
トは，ターゲ、ツトに詰め， AMS で炭素年代測定を行った.貝のリーチングと AAA 処理は，

関 1 .試料採取地点

䋭㪈㪈㪉䋭

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書，XX，2009.03

国立歴史民俗博物館で行った.ガラスラインによる炭100040
大事長中の A 1

素精製と AMS 年代測定は， (株)パレオーラボ社で行ったー

800

結果と考察

6∞

ここでは，琵琶湖に淡水リザーバー効果が存在する可能性に関して議論するー

っ琵琶湖沿岸の低湿地にある入江内湖遺跡から出む 4∞

土した 8 破片の土器付着炭化物の内，外面付着物をど炭素年代測定したところ，内面付着物の年代 (5053 ::t 司

12BP; N=5) が外面付着物の年代 (4961 ::t22 BP;
N=7) よりも，系統的に 90 14CyrBP 古い値を示した

2∞

内面付着物の炭素同位体組成を測定したところ，海。

遺書

洋リザーバー効果の可能性がほとんど考えられない
ため，その炭素年代差が生じる原因のーっとして，琵

琶湖産魚介類を煮炊きした際に生じる淡水リザーハ

日2∞1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010-効果の可能性を指摘した(宮田他， 2008; M 明ta

YearA
DetaL , submitted) さらに，琵琶湖の周辺には，石灰岩を産出している伊吹山，霊仙山が存在するため，それらを起源とする死滅炭素 (dead carbon) が河川や図 2.

琵琶湖産箆類(殻)の設素年代

地下水などを通じて琵琶湖へ影響し湖水中には非常に古い炭素年代を持つ有機物が存在する可能性が高い(南他， 2005). また，琵琶湖畔に生息するヨシ(アシ)などの植物遺体などを起源とする非常に古い泥炭層などの存在も古い炭素年代を持つ有機物の供給源の一部かもしれない.実際に，大気圏核実験による 14C の影響を受

A14C=-250--230%。であり，炭素年代値に換算すると 2400-2200yr BP とかなり古い炭素年代を示している(中村他， 1986).
けていない 1950 年前後の琵琶湖の堆積物(深度 3-4cm) は，湖底下数メートル程度の場所に生息するセタシジミは湖水に含まれるカルシウムと炭酸，自ら呼吸し排出したこ
酸化炭素を用いて，炭酸カルシウム殻を生成させることで，成長を続けるしたがって，貝殻に含まれる炭酸成分は，セタシジミが摂取した有機物も反映している可能性が高い.そこで，琵琶湖産現生貝試料の炭素年代測定結果を南，北半球の大気中 14C 濃度(実線と波線)の経時変化とともに図 2( こ示した横軸は西暦，縦軸は/:::，. 14C(%o)

である 2 点の巻き貝のデータを除くと， 1950 年代後半以降，大気圏核実験の影響を受けた 14C 濃度の変動にも対応して，二枚貝の炭素年代測定結果は，同時代の大気に比べて調和的に古い炭素年代を示した。したがって，これらの炭素年代差を生じる原因として，琵琶湖に供給される古い炭素年代を持つ有機物を起源とする淡水リサやーバ一効果の影響が考えられる.
二枚貝 vs.巻き貝

ここで， 1966 年産の二枚貝(セタシジミ)と巻き貝(ナガタニシ，ヤマト力ワニナ)に見られる炭素年代差に関して考えてみる。 1950 年代以降大気圏核実験の影響によって，大気中の 14C 濃度は 1962 年から 1965 年にかけて急激に上昇しているもしその急激な 14C 濃度の上昇に対応して琵琶湖内の 14C 濃度も上昇したとすれば，この 3 種類の貝の炭素年代差はそれに対する応答の違いと考えられる“一方，そうでないと場合には，この炭素年代差は餌を漉過摂取する二枚貝であるセタシジミとコケなどの藻類を好む巻き貝との食性の違いを示しているのかもしれない.例えば，閉じ二枚貝の中でも，シジミ類はアサリなどとは異なり，通常の動物では消化しにくいセルロースやリグニンなどの難分解性有機物を消化することができるため (Sakamoto etaL , 200 7)，陸起源有機物を餌として積極的に利用することが可能である.したがって，この炭素年代差は，大気中から除去された 14C を多く含む， 14C 濃度の高い陸起源有機物が湖水に供給され，その有機物を巻き貝よりもセタシジミが利用しているために生じたのかもしれないつまり，異なる種類の貝を炭素年代測定することによって，貝種に応じた食性の違いを推定するこができるかもしれない.

䋭㪈㪈㪊䋭名古屋大学加速器質量分析計業績報告書，XX，2009.03

北湖 vs 南湖

50

琵琶湖は琵琶湖大橋を境に大きく北湖と南湖に分け

大気ゅの^ 14Cられる.北湖と南湖ではその性質も大きく異なる。北湖

40

は琵琶湖の 90% 以上を占め，平均水深が 43m である。

夏

一方，南湖は平均水深 4m と非常に浅い。それ故，南湖げ生じ易い。すなわち，南湖の湖底環境はより閉鎖的な北湖とは対照的である。また，約 120 本ある流入河川は全て北湖に流入し，唯一の流出河川は南湖にある瀬田川のみである (Y okotaeta l., 1996;

南他， 2004;

南他，(部A)じd晴山

では，波浪や船舶の影響によって湖底堆積物の巻き上

302005) 。また湖水の平均滞留時聞は 10 年程度と考え

2.
010。

f 審議、られることから，湖水は比較的速やかに入れ替わって
日 10いる。したがつてら南湖そしてて，瀬回川という流れによつて強く規定されている。

2002

そこで，この北湖と南湖のセタシジミの殻の炭素年代

YearA
Dに関して考えてみる。図 3 は，琵琶湖産現生生態試料の炭素年代を示している大気中の 14C 濃度を示す対照

北灘ーが;

麗震関

額 3 .琵欝湖憲現生生態試料の農棄年代として，同時に採取した琵琶湖畔の松葉とアシの年代も表示している松葉の示す 14C濃度は/:::， 14C= -40%。で、あり，現生 (2008 年)の炭素年代として妥当な値である

ややアシが低い炭素濃度を示しているが，琵琶湖の沿岸に自生しているため，何らかの理由により，いくらか琵琶湖の古い炭素の影響を受けているためかもしれない .2008 年産セタシジミの殻は，大気中の 14C濃度に比べて，

330‑4501
4CyrBP 古い炭素年代を示しているそして， 2 点ずつの測定結果に過ぎないが，北湖に比べて南湖の方が -70 1
4CyrBP 古い炭素年代を示しているこのことは，北湖から南湖，瀬田川としヴ琵琶湖の湖水の流れに従って，湖底堆積物中の炭素同位体組成が軽くなっていくことや，堆積物の炭素年代が，北湖よりも南湖の方が古い値を示すこととも調和的である(南他， 2005) .つまり，琵琶湖堆積物はセタシジミの炭素年代に何らかの影響を与えている可能性が高い.
遺跡出土試料における員の炭素年代

琵琶湖にある粟津湖底遺跡第 3 員塚から出土した，同時代の木片とセタシジミの炭素年代を測定した.その結果，系統的にセタシジミ( -4900BP) は，木片( -4600BP) よりもおよそ 300 1
4CyrBP 古い炭素年代を示した(中村他， 1997)

もしこの木片の炭素年代が正しいと仮定すれば，セタシジミは琵琶湖に存在する古い炭素の影響を受けていることになるこのセタシジミと炭化材の年代差は，縄文時代中期，琵琶湖には淡水リザーバー効果が存在していた可能性を強く示唆する
まとめ

琵琶湖産現生試料の炭素年代を測定した結果，石灰岩や泥炭層などに由来する古い炭素の影響によって，琵

4C yrs BP 古い炭素年代を示す淡水
琶湖には縄文時代中期から現代まで貝の炭素年代測定値として， 300‑4501
リザ-/\ー効果が存在する可能性が高いー
さらに，生物は硬組織と軟組織では異なる起源の炭素を利用しているため，貝の殻と身，魚の骨と身には炭素年代差が生じるはずである.また，動物は種によって食性が異なるため，貝種や魚種の違いによっても，炭素年代差が生じるかもしれない.したがって，これらの炭素年代差の関係を検討することによって，琵琶湖の淡水リザーパー効果を通して，炭素循環を考察していくつもりであるー
謝辞

試料を提供して頂いた京都大学総合博物館中坊徹次博士，滋賀県水産試験場久米弘人民，至誠庵井上氏，試料採取に協力をして頂いた滋賀県琵琶湖博物館高橋啓一博士に感謝致します。また，高精度 AMS 年代䋭㪈㪈㪋䋭名古屋大学加速器質量分析計業績報告書，XX，2009.03

測定に関しては ， パレオ・ラボ AMS 年代測定グループから多大な協力を得ました.本研究は，学術創成研究「弥生農耕の起源と東アジア J (研究代表西本豊弘)，科研費若手 (B)r 土器付着炭化物を用いた古食性の研究 J ， r 土器付着炭化物及び，吸着物を用いた先史時代の食性研究 J (研究代表宮田佳樹)の支援を受けました
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We measured theradiocarbonagesoft
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