名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

パイカル湖堆積物コア BSS06・G2 の 14C 年代決定
一全岩化学組成変動パターンの解明に向けてー
AMS14Cda出g ofsedimentcoreBSS06・G2 fromLakeB剖kaI， Russia:
Towarddecodingthevariationofbulk‑chemicalcomposi姐.on
村上拓馬 lホ・勝団長貴 2 ・高野雅夫人山本鋼志 1 ・渡漫隆広 3 ・中村俊夫 4 .河合崇欣 5

1 agayoshiKATSUTA2, Mas
Taku血a MURAKAMI *, N
aoTAKANO"KoshiYAMAMOT01, Tl北油m
6
WATANABE' , ToshioNAKAMURA4, Tl北ayoshi KAWAIl

名古屋大学大学院環境学研究科・ 2 岐阜大学教育学部・ 3 東北大学大学院理学研究科
4

名古屋大学年代羽田l 定総合研究センター .' (社)国際環境研究協会

lGraduateSchool ofEnv
ironmental Studies, NagoyaUniversity, Fro-cho , Chikusa-lru, Nagoya, Aichi464-8601 , Japan2Facultyof Education, Gi
fuU凶versity， 1‑
1yi回agido， Gi
fu501-1193 , Japan'
GraduateSchoolofScience, ToholruU凶versity， Aram法i-田a-叩ha， S田dai 980-8952 , Japan1Research, NagoyaUnivぽsity， F町o-cho， Chilrusa-ku, Nagoya, Aichi464-8602 ,4Cente
rforChronologica
Japan'AssociationofIn同百atioua1 ResearchInitiativ
esforEnvironm阻，tal Studies, 3‑
1‑
13Shihaken, Minato-lru,
Tokyo105-0011 , J
apan
事Con四pondence to:Taku
maMC.尽AKAMI; E‑
mail:takuma@nagoya-u必

Kのwords: L
akeBaikalsediment;Uranium;BiogenicSilic伺脂 (Bio-Si); Holocene;・ Bond ev
ent0‑3Abstract
LakeB国ka1 isoneof 也.e lar耳目t lakes 恒也.e wor
1
dand10四也d in 也.e eastemEurasia.Th
esedim阻th田r
ecor
de
dv
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nfomtationsofpa
1eoenv
ironmentalchanges 血 E町田i阻∞ntinent. Wemeasu時dAMS 1
4Cda出.g o
faBSS06‑G2(39.0αn length)sedimentcor
esampl白血 Buguldeika SaddleofLakeBaikal.Asam叫t， wefound 由atvaria世ons ofchernicalahun，也邸白血 BSS06-G2 corecorrelatedwith 由at ofice‑rafteddehris ∞ntent 血 deep-sea sedimen臼 ofthe Nor血 At1a且tic.

要旨
ロシア・パイカル湖はユーラシア大陸東部に位置する世界最大の淡水湖であり、その湖底堆積物には大陸内部で生じた環境変動の歴史が詳細に記録されている。今回、パイカル湖南部・プグルジェイカ鞍部で採取されたグラピティーコア (BSS06-G2、全長: 39cm) について、名古屋大学

タンデトロン加速器質量分析計により 14C 年代測定した結果、 BSS06-G2 コアの全岩化学組成含有量と北大西洋の深海堆積物中の漂流岩屑 (1田-Rafted Dehris) 含有量との聞に、明瞭な変動パターンの対比が認められた。

− 87 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

1.コア試料

BSS06-G2 コア試料は、パイカル湖南部の水深056・N

360m の湖底 (52 27' 21.
7"N , 106 07'46.
1"E) で0採取されたものである(図1)。この場所は、パイカル湖の中央湖盆と南湖盆との境界のブ、グ、ルジェ

イカ鞍部にあたり、この対岸にはセレンガ川によって形成された三角州が発達する。セレンガ川は

54'

パイカル湖の最大流入河川であり、その流域面積
2はパイカル集水域全体 (540，000 km ) の約 83% を占める。よって、広大な後背地からの様々な破砕物がセレンガ川を通じてパイカル湖に供給される。

一方、ブ、グルジェイカ鞍部とセレンガ三角州、山間52・にはパイカル裂谷が走っている。このためセレンガ三角州で生じた乱泥流やセレンガ) 11 から供給さ

104'
E

106'

108'

110'

れる破砕物が直接ブ、グ、ルジェイカ鞍部に到達することはほとんどなく、ブグ、ルジェイカ鞍部には、

図 1

遠洋性の細粒物質から連続的に供給される。

Fig.1 Ba也刊le凶c mapofL
akeB
aikalandas
amplingore.
poin
tofBSS06・ G2 c

パイカル湖の等深図と試料採取地点

2. 分析方法

2. 1 14C 年代
14C 年代測定は、名古屋大学年代測定総合センターの HVEE 社製 Model-4130 AMS タンデトロン
加速器質量分析計を用いて行われた。 BSS06・G2 コアには、植物片など直接に形成年代を求めることが可能な物質が含まれていなかったため、軟泥中の全有機物炭素の放射性炭素年代測定を行った。本研究では lcm 間隔で取り分けたコア試料のうちの 5 試料(表1)について分析した。分析試料の作成は次の手順に従って行われた。まず試料中の炭酸塩を 1.2M の塩酸により完全に除去する。
その後、試料中の塩酸を蒸留水により洗浄し、約 60 口の乾燥器に 48 時間放置し試料を乾燥させる。
次に、試料中の有機物を完全に酸化させるために、得られた乾燥試料を酸化銅 (CuO)と共に石英管に封入し、電気炉により 850"C 6 時間加熱する。その結果生じた CO 2 ガスから H2 0 や NOx を除去するために、発生ガスを真空ラインで精製する。最後に、 CO2 ガスを Fe 触媒と水素ガスと共に650"C 6 時間加熱し還元化することで、 14C 測定用試料のグライファイトを作成する。
測定結果の BSS06-G2 コア堆積物の 14C 年代値は、 CALIB5.0.1 (S加iver eta1. 1998)と IntCa104(Reimereta1.2004) により、暦年代値に変換された。ブグ、ルジェイカ鞍部の最表層の有機物は、集水域から供給された古い年代の有機物成分を多量に含むため、最表層の年代値は 14C 年代で 1000年以上の値を示すことが知られている(Colman eta.
11996) 。そこで本研究では、予め元の年代値から最表層の年代値を差し引いた後、それぞれの値を暦年代に校正した。

表 1 に BSS06・G2 コア堆積物の 14C 年代測定結果を示す。今回の測定により、コア試料 BSS06・G2

は、過去 5 ， 118 cal 匂r (ca1ibratedthousandye釘)、 14C 年代値で過去 5 ，934 年間の堆積記録を保持していることが明らかとなった。また、堆積速度は、 49 年""' 1 ，448 年にかけて 7.0 cm勾r、 1 ，448 年− 88 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03-2，211 年にかけて 13.8 cm勾r、 2，211 年-2，902 年にかけて 14.5 cm!kyr, 2，902 年-5 ， 118 年にかけて4.0cm勾r であり、 1 ，448 年-2，902 年にかけて一時的に堆積速度が増したことが明らかとなった。本
研究では、これらの堆積速度を用いて、コア試料 BSS06・G2 の深度を時間に変換した(図 2) 。
表 1

BSS06-G2 コア試料の年代T
abl
e1 Ag田 ofBSS06-G2 00田 sed出血ts
14

C回 d句也 (cm) Anal由a1 C age 何 BP)0.
01，4 18 士 36
10.
02，960 士 31
20.
03，654 士 33
30.
04，214 土 40
39.
05.934 士 36

14Corrected"
cage(vrBP) ω加己主年 BP)

6.
049 土 81,542"= 3
11 ，448 土 27

2 ，236 土 33

2，2 11 土 33

2 ，7% 土 40

2，902 土 48

4.516 土 36

5 .1 18 土 34

図2BSS06-G2 コア試料のコア深度と年代。・は 14C
年代値を、<)は暦年代値を

5.
0ii:
'4.
0‑.
‑
14Cage示す。

ベト Calibrated age

Fig.2 Plotofage aga祖国∞re depth, basedon5AMS
14Cdatesfor TOC in 也e
BSS06‑G2 sedim四t co問.
τbe 1
4Cdate
swer
ecali
brate
dwi也 CALffi 5.
0.
1(Stuiv，町 etal., 1998) 阻d Int
Cal04(Reime
retal. , 2004)
.Fi
lI
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dblankdots 泊dicate 1
4C国』

~ 3.
0"'ロ，<c 2.
01.
0。

。土 36

da蜘岨d∞町田pond也g

5 10 1
5 20 25 30 3
5 40 cali伽ヨ脂dda胞民間spectively.
Depth(cm)

2. 2 化学組成分析
BSS06-G2 コアの全岩ウラン濃度は次の手順に従って決定された:堆積物試料を 3 種類 (HN0 3 、H2 02 と HF) の強酸性溶液に混合する。マイクロウェープ装置で混合を完全に分解する。作成した溶出液を Yokogawa Anal戸ical Systems 製の田4500 誘導結合プラズマ質量分析装置を用いて定量分析する。一方、生物起源シリカ2009)(Bio-Si)の含有量については、次のようにして決定した (Swan

堆積物試料に Na2C03 水溶液を加えてお口で加熱する。 Si 溶出液を Me町旬k 製の SP-830

吸光光度計により定量分析する。連続抽出法により Si 溶出液中の鉱物由来 Si02 成分を補正し、Bio-Si 含有量を見積もる。

3. 2 結果と考察
図 3 に過去 5200 年間のパイカル湖の湖底堆積物 BSS06-G2 のウラン濃度、 Bio-Si 含有量と北大西

洋深海堆積物中の砕屑物 (IRD) 量 (Bond eta1.200 1)の変動曲線を示す。 IRD は、高緯度~北極地域で発達した海氷により北大西洋の遠洋域に運搬された陸源破砕物であり、 IRD 量が増加する時期は、北大西洋地域が寒冷化したこと示唆するものである。この北大西洋地域の寒冷化は、ボンドイベントと名付けられている。ボンドイベントは完新世で 9 回生じたとされており、現在から− 89 −

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書, ⅩⅩⅠ , 2010.03

過去に遡ってか8 の番号付けがなされており、 0 番は小氷期(Little Ic渇 Age) に対応するとされている。

パイカル湖の湖底堆積物 BSS06・G2 のワラン濃度は、 300-800 、 1200・ 1800 、 2300・3200 と3700・4300 年前の期間で、わずかな増加傾向を示し(図 3a の BKーか3) 、これらはボンドイベント0・3 の時期にそれぞれ対応する(図 3c) 。パイカル湖のワランの多くは、後背地のワラン鉱床から供給される。このため通常の湖水に比べて、その濃度は 10 倍程度高いことが知られている。後背地から湖底に供給されるウランの形態には、物理的風化による鉱物粒子と化学的風化による溶存イオンの 2 つの可能性が考えられる。 Edgington eta1.(1996) は、湖水、河川水、堆積物中のウラン同位体比の比較から、湖底堆積物中のウランの大部分は水塊中の溶存ワラン起源であることを明らかにした。加えて、そうした後背地からの溶存ワランの供給量は河川|流入量を反映することを示唆した。
一方で、ボンドイベント 0・3 の時期にパイカル湖周辺地域の湿潤化は、パイカル湖の北湖盆の堆積物やセレンガ川流域の GunNu町湖の湖底堆積物の研究から報告されている (Goldberg eta
1.2005;l.2004) ロまた、気候モデルの計算結果によって、セレンガ川|流域の年間海面気圧は、小Wangeta
氷期(ボンドイベント 0) には温暖な時期に比べて低くなることが明らかにされている (Shindell eta1.200 1)。したがって、 BSS06・G2 の堆積物のウラン濃度の変動は後背地の乾湿の影響を反映するものとみなすことができる。

BSS06・G2 の Bio-Si 含有量は、 2500・2800 年前に一時的な減少を示す(図 3b) ロパイカル湖の湖底堆積物の珪藻量や Bio-Si 含有量は、気候モデルより復元された気温変化や夏の日射量変動との相関性から、パイカル湖地域周辺の気温を反映したものであると考えられている (Co!m血 et a1.

1995;Prokopenkoeta1.2007) 。したがって、 2500・2800 年前の Bio-Si 含有量の減少は、パイカル湖地域の寒冷化を意味している。これと類似の変動はパイカル湖の南湖盆で採取された堆積物の珪藻量で確認されており、この原因はボンドイベント 2 の寒冷化によるものとみなされている(Mackay2007) ロ
今回、パイカル湖のブグルジェイカ鞍部で採取したグラピティーコアの化学組成を分析した結果、北大西洋の気候変化に同調する変動パターンを発見することができた。こうしたパイカル湖地域と北大西洋地域と聞の気候システムの関連性の議論は、タンデトロン加速器質量分析計によるコア試料の高精度 14C 年代決定により可能となるものである。

謝辞

本研究は、研究拠点形成費補助金 (21 世紀 COE プログラム NO.G-4 r太陽・地球・生命圏相互作用系の変動学 J) の援助を受けて行われたものである。また、 BSS06-G2 コア試料の採取に際しては、2006 年度ノ〈イカルサマースクールの参加者(名古屋大学、金沢大学など)にご協力いただいた。以上の方々に、感謝いたします。

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Cage(14CkyrBP)

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図 3 ロシア・パイカル湖の湖底堆積物 (BSS06-02) の (a) U 濃度、(b) Bio-Si 含有量と北大西洋深海堆積物中の(c)砕屑物量 (IRD， Bondeta
1.2001) 0 (a) と(b)の灰色部分 (BK・0-3) は、相対的に U 濃度の高い期間を示す。 (c) の 0-3 は、ボンドイベントの番号を示す。

Fig.3 Comparisonof(a)U concentrationand(b)Bio‑Sicontentin 也e BSS06・02 corewith(c)lith
icstack(IRD)inNorth
AtlanticOceansediments(Bondeta1., 1997;2001).ThegraylinesofBKOtoBK3in(a)and(b)showsectionswit
harelativelyhighUconcen位ation. 0to3 也 (c) denotetheBondevents(Bondeta1., 2001).

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到TCAL98

radio回rbonage calibration, 24,00 0-0 calB
P.Radiocarbon

40:
1041‑
108
3Swa且 GEA (inpress)A ∞mparisonof 也.e SiIAlandS
iltimewet-a肱aline digestio
nmethodsfo
rm回surementofb
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