研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋物理学部門

海洋大循環分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Physical Oceanography, Ocean Circulation Section
世界の海を巡る海洋大循環は、熱や塩分、二酸化炭素などの温室効果気体、浮遊生物や生物に必要な栄養塩などを運び、熱や物質の循環、海域特有の水塊の形成と輸送、海洋生物の生育などに寄与し、地球の気候や海水構造および海洋の生態系に大きな影響を与えています。

General ocean circulation plays a large role in the global climate,environment, and ecosystem by transporting heat, greenhouse gases,
nutrients, and plankton. The Kuroshio and Oyashio currents form theupper-ocean circulation and build a complicated ocean structure in theregion east of Japan and influence climate and ecosystem variability on
interannual to multi-decadal timescales. Climate variability with longer

日本列島の東では、南から温かい海水を運んでくる黒潮と北time scales of particularly more than decades to a hundred years is

から冷たい海水を運んでくる親潮が接近したのちともに東向き

affected by the intermediate and deep circulations. The deep circulationに流れ、複雑な海洋構造をつくり出しています。これらの海流
は、北太平洋の表層循環である亜熱帯循環と亜寒帯循環を形成し、数年から数10年程度の規模の気候変動や生態系変動に大きな影響を与えています。一方、中・深層循環は、海洋の水塊
分布や長期特に数10年以上の規模の気候変動に支配的な役割を果たしています。深層循環は、北大西洋の極域で冬季に沈降した海水が南下して南極周極流に合流し、その一部が太平洋を北上して北太平洋で湧昇するという雄大な海水循環です。中・深層水の湧昇には、上下に海水を混合して深層水の密度を低下させる乱流鉛直混合が関与しています。深層大循環の終着点である北太平洋での循環構造や鉛直混合の理解は、海洋大循環の全体像を理解するために重要です。
海洋大循環分野は、こうした海洋循環の実態と力学、および海洋循環が水塊の形成や分布に果たす役割の解明を目指しており、特に北太平洋での研究に力を入れています。

starts from the North Atlantic, flows through the Antarctic Ocean, andfinally reaches the North Pacific where the upwelling to the shallower
deep layer occurs. Part of the upwelling is caused by turbulent verticalmixing. The deep circulation is also a key element in global warming.
We investigate the properties and dynamics of general ocean circulation
including the formation, distribution, and variation of water masses. We
primarily focus on the ocean circulation of the North Pacific.

Ongoing Research Themes●Variability of upper ocean circulation in the Pacific: Variationsof currents and the associated temperature/salinity structure inupper oceans have a great impact on variations of climate andfisheries resources. We study these variations by analyzing thedata from a recently developed global observing system and ourobservations.
●Observation and dynamics of Pacific intermediate and deep
circulations and mixing : The North Pacific is critically importantfor understanding deep and intermediate ocean circulations, and現在の主な研究テーマ

presents many challenges. The mechanisms of the circulations,●太平洋表層の海洋構造の変動解明

upwelling and vertical mixing are the biggest questions in

表層の海洋循環やそれに伴う水温・塩分構造の変動は、気候

oceanography. We investigate the state and dynamics of deep-や水産資源の変動に大きな影響を与えます。世界規模の自動and intermediate water circulations, upwelling and mixing using

観測網や独自の観測から得られた水温・塩分などのデータの解析により、実態解明をめざしています。
●太平洋中・深層循環と鉛直混合の実態と力学
深層循環の終着点である北太平洋で、中・深層循環がどうなっているか、
中・深層水の湧昇がどのようにして起きているのか、
その要因である鉛直混合がどうなっているのか、は海の最も大きな謎のひとつです。私たちは、海水特性の高精度分析、係留系
による長期連続測流、乱流観測、水中グライダなど新しい観測手法の開発、研究船による観測とモデル計算を用いて、深層循

water analyses, moorings, underwater gliders with turbulence
sensors, shipboard observations and model calculations.
●Long-term variations of climate, ocean and ecosystem :On the basis of unique hypothesis that 18.6-year period tidal
cycle regulates the long-term
variability through tide-induced
vertical mixing, we observe andmodel the Okhotsk Sea, theOyashio and the Kuroshio, andstudy multi-decadal variability.

環と鉛直混合の実態と力学を調べています。
●海洋・気候・生態系の長期変動の解明
潮汐の18.6年振動によって乱流鉛直混合が変化し、親潮や黒潮の変化を通じて、
海洋・気候・生態系の長期変動を引き起こす、ということが徐々に明らかになりつつあります。
オホーツク海や親潮・黒潮の観測や、海洋・気候・生態系の長期変動の研究を展開しています。

係留流速計の回収作業

Recovery of a mooring of current meter

教授

Professor

准教授

Associate Professor

助教

Research Associate

YASUDA, I.

42

CATALOG

OKA, E.

ATMOSPHERE AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
THE UNIVERSITY OF TOKYOYANAGIMOTO, D.

2016

安田 一郎

YASUDA, Ichiro

岡 英太郎

OKA, Eitarou

柳本 大吾

YANAGIMOTO, Daigo

研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋物理学部門

海洋大気力学分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Physical Oceanography, Dynamic Marine Meteorology Section
地球の気候を支配している大気と海洋は、海面を通して互いに強い相互作用を行う複雑な結合システムを構成しています。潮汐を除くほとんどの海洋の運動は、大気が海面に与える風の応
力や熱・水などのフラックスによって駆動されています。一方、海面から供給された熱や水蒸気は大気中の対流や低気圧など、さThe earth's climate is regulated by the atmosphere and oceans, whichinteract strongly and constitute a complex coupled system. Most of theoceanic motions, except for tidal motion, are caused by atmosphericforcing such as wind stress, surface heating/cooling, evaporation, andprecipitation. Most of the atmospheric motions, on the other hand, areforced by sensible and latent heat fluxes through the sea surface. To

まざまなスケールの擾乱の発生・発達に大きく影響しています。

understand such a complex system and to predict its behavior reliably,

このように複雑なシステムの振る舞いを正確に把握し、精度良

it is important to investigate the basic processes of atmospheric and

く予測するためには、対流や乱流をはじめとする大気・海洋の基礎的な過程に関する理解が不可欠であることが、以前にも増して強く認識されてきています。本分野では、大気と海洋の相互作用に関わる対流・乱流・低気圧など、さまざまな大気・海洋擾乱
の実態・構造・メカニズムを観測データの解析・数値シミュレー

oceanic motions such as turbulence, convection, and instabilities.
Our group studies the behavior, structure, and mechanisms of various
atmospheric and oceanic disturbances, which play important roles
in atmosphere-ocean interactions, through observation, numericalsimulation, theory, and laboratory experiments.

ション・力学理論・室内流体実験などの多様な手法により解明

Ongoing Research Themes

しています。

●Atmospheric disturbances over the oceans around theJapanese islands : Meso-scale and synoptic-scale cyclones

現在の主な研究テーマ

in which interactions among the vortex, convective clouds, and●日本周辺の海洋上に発生する大気擾乱の研究
冬期に大陸から寒気が流出すると、
日本周辺の海洋上では活発な大気・海洋相互作用が起き、筋状に並んだ対流雲やポーラーロウ（水平スケールが数100km程度のメソ低気圧）などが発生して、豪雪や高波などを生じます。一方、梅雨期には、活発な対流雲の集まりを伴うメソ低気圧が梅雨前線上の東シナ海に発生して西日本に集中豪雨をもたらします。これらの低気圧
では対流雲と低気圧の渦が複雑な相互作用をしており、その構

sea surface fluxes play important roles are investigated. These
include polar lows and polar mesocyclones that develop duringcold air outbreaks, meso-scale cyclones that bring torrential
rainfall during the Baiu/Meiyu season, typhoons, subtropical
cyclones, and rapidly-developing extratropical cyclones.
●Dynamics of convective clouds and their organization●Atmospheric and oceanic boundary layers●Laboratory experiments on atmospheric and oceanic disturbances

造や力学過程の解明は防災上も気象学上も急務です。
●対流雲の形態・組織化機構と集中豪雨の研究

本分野の研究例 Examples of ongoing research

組織化された対流雲は、局地的な強風や集中豪雨の原因となります。また、対流雲による鉛直方向の熱輸送は地球の気2.3km

候に大きな影響を与えるため、その形態と組織化機構の研究は重要です。
●大気・海洋の境界層と乱流に関する研究
5.1km

台風は海面から供給される水蒸気をエネルギー源として発達する一方、その強風により海中に活発な混合、湧昇、内部波などを励起します。また、大気・海洋は海面と地表面での運動量の交換を通して固体地球の回転の変動にも寄与しています。大気・海洋間の物理量の交換に関わる大気・海洋境界層の乱流機構やその結果生ずる大気・海洋擾乱の機構の解明は大気・
海洋相互作用の理解に不可欠です。
●室内実験による大気・海洋擾乱の研究
大気・海洋擾乱の基礎的過程を、最新の機器を用いた回転成

数値実験で得られたポーラーロウ（左上）と数値実験で得られた巨大雷雲に伴う竜巻（右上）。数値シミュレーションで再現された爆弾低気圧（左下）と回転系の水平対流の室内実験（右下）。
Numerically simulated polar low (upper left), numerically simulated supercell
storm and tornado (upper right), numerically simulated explosively-developing
extratropical cyclone (lower left), and horizontal convection in a rotating tankexperiment (lower right)

層流体実験によって解明しています。

教授

Professor

准教授

Associate Professor

助教

Research Associate

NIINO, H.

IGA, K.

新野 宏

NIINO, Hiroshi

伊賀 啓太

IGA, Keita

柳瀬 亘

YANASE, Wataru

YANASE, W.

AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
2016 ATMOSPHERE
THE UNIVERSITY OF TOKYOCATALOG

43

研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋物理学部門

海洋変動力学分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Physical Oceanography, Ocean Variability Dynamics Section
悠久の海も、日々、さまざまに変化しています。日変化や季節変動はもっとも顕著ですが、そのほかにも数ヶ月あるいは数年、数十年の周期で水温や海流が変化していることが知られるようになってきました。これら変動の多くは、歴史的な観測データのThe ocean has large temporal variations, even though it looks steadyand unchanging. Daily and seasonal variations are well known, butmany other variabilties have been discovered recently. Historical
data over decades or the latest high-precision data reveal that watertemperature and ocean currents vary at periods of months, years, and

蓄積や、高精度で長期的、連続的な観測などによって、初めて明decades. However, the causes of this variability are still unknown, andらかとなったものであり、その原因はまだよくわかっていません。

further observation and dynamic speculation are necessary because

しかし、海洋の変動は気候変動において支配的な役割を果たす
ほか、水産資源の変動にも直結しており、その実態把握とメカニ
ズムの解明は重要な課題です。
本分野では、これまで十分に検討されてこなかった海洋の変動現象を主な研究対象としています。海洋観測を実施して、変動の把握に努めるほか、数値シミュレーションを併用することで、より広い時空間での変動を捕らえる試みを行っています。さらに、力学的な数値実験を行うことで、変動現象のメカニズムの解明を目指しています。

this ocean variability is closely related to serious modern issues suchas climate change and fishery resource variation.
Our research targets the ocean variabilties that have been lessquestioned before. We conduct shipboard observations to gather highprecision data and use numerical simulations to extrapolate our limited
knowledge in spatial and temporal dimensions. We also formulate
theoretical models to investigate the dynamics of the variabilties.

Ongoing Research Themes●Observation of temporal variability of deep currents
The deep ocean is not stagnant. Deep currents are widelydistributed and highly variable, with mean velocities and fluctuation

現在の主な研究テーマ

amplitudes each in excess of 10 cm/s. Long term observations●深層流の時間変動の観測

of this variability though deployment of current meters and CTD

停滞していると思われがちな深海にも十数cm/sもの流れがあり、同程度の大きさで変動しています。流速計や水温・塩分計

sensors will clarify characteristics of the deep ocean.
●Numerical modeling of deep circulation

を深海に長期係留して、変動の様子を観測しています。

Deep circulation is crucially influenced by bottom topography.
Using numerical models, we investigate the influence of●深層循環の数値モデリング

distinctive topographic features such as the chain of trenches

深層循環は海底地形の影響を強く受けます。数値モデルを使って、日本の東に連なる海溝など、特色ある地形の影響を調べています。

east of Japan.
●Monitoring of the Kuroshio using submarine cables●海底ケーブルによる黒潮流量のモニタリング
黒潮の変動は日本の気候や漁業に大きな影響を持ちます。伊
豆諸島に敷設されている通信用海底ケーブルを使って、流量のThe variability of the Kuroshio influences the climate and fisheries
in Japan. We measure its volume transport every hour using
submarine communication cables between the Izu Islands.

毎時計測を行っています。

40° N
39° N

N2

38° N

N3

N1

37° N

日本海溝東方における深度4000mの流速観測

36° N
140 ° E

Deep current measurements at a depth of 4000 m east of theJapan Trench

N1

地図上に係留期間ごとの平均流速ベクトルと標準偏差楕円を示す。色は、下段の時系列データに対応する

N3

The upper panel shows mean velocity vectors and standard
deviation ellipses, and the lower panel shows their 4-yeartimes series at two stations. Color represents the period of
their deployments

N
5.0cm/s

E5cm/s

142 ° E

2006

准教授

144 ° E

2007

Associate Professor

FUJIO, S.

44

CATALOG

ATMOSPHERE AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
THE UNIVERSITY OF TOKYO

2016

146 ° E

2008

藤尾 伸三

148 ° E2009

FUJIO, Shinzo

2010研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋化学部門海洋無機化学分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Chemical Oceanography, Marine Inorganic Chemistry Section
海水が塩辛いのは、海水中にナトリウムイオンや塩化物イオンなど、さまざまな元素が溶解しているためです。また、わずかですが海水は濁っています。これは、生物体や陸起源物質に由来
する細かい粒子が漂っているためです。このように、海洋環境は

Various chemical components constitute the oceanic environment, andtheir complex distribution and behavior are controlled by their chemical
properties, sources and sinks, as well as physical, chemical andbiological processes. Our main goal is to comprehensively understandgeochemical cycles in the ocean and their evolution through

さまざまな化学物質から構成されています。それらの複雑な分布

interactions with the atmosphere, biosphere, and lithosphere, on theと挙動は、各物質が固有に持つ化学的性質、供給と除去の起こ

basis of chemical and isotopic measurements. We aim also to elucidate

り方、さらに海洋内での物理学的、化学的、および生物学的過程によって、巧みにコントロールされていると考えられます。本分
野では、海洋におけるこのような地球化学的物質サイクルについて、大気圏、生物圏、および岩石圏との相互作用を経てどのよ
うに進化してきたのかも含め、総合的に理解することを目指しています。その上で、化石燃料二酸化炭素の放出等による地球環
境の変化に対し、海洋がどのように反応するのか、どのような役割を果たしているのかについて解明しようとしています。これらのthe oceanic response to natural and anthropogenic perturbations suchas emission of fossil fuel carbon dioxide. We collaborate at sea withmany marine scientists and actively participate in topical international
projects such as GEOTRACES, the Surface Ocean Lower Atmospheric
Study (SOL AS), Integrated Marine Biochemistry and Ecosystem
Research (IMBER), International Cooperation in Ridge-Crest Studies(InterRidge), Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone (LOICZ), theIntegrated Ocean Drilling Program (IODP), etc.

研究を推進し新たな分野を開拓するために、白鳳丸・新青丸な

Ongoing Research Themes

どの学術研究船や「しんかい6500」などの潜水船を活用し、ま●Biogeochemical characterization of trace elements, major and

た他の大学・研究機関の多くの研究者とも共同で観測調査やデータ解析を進めます。さらに国際的には、海洋の総合的な地球化学研究に関わる共同プロジェクト、例えば、GEOTRACES,SOLAS, IMBER, InterRidge, LOICZ, IODPなどと密接に協調しつつ研究を進めています。

minor dissolved gases, stable isotopes, and radioisotopes inseawater and sediment, for assessment of oceanic processes
controlling their spatial and temporal variations, including
anthropogenic effects.
●Application of chemical components and isotopes as tracers forvarious phenomena, such as global ocean circulation, mixing,
biological production and degradation, and air-sea and land-

現在の主な研究テーマ●海水および堆積物（粒子物質および間隙水を含む）中の微量

ocean interactions.
●Elucidation of geochemical fluxes between the ocean and solid

元素（遷移金属、希土類元素、貴金属類など）、溶存気体、安earth through submarine hydrothermal activity, cold seepage, and

定同位体（H, C, O, N, Nd, Ce, Pbなど）、
および放射性同位submarine groundwater discharge.

14
体（U/Th系列核種、C, 222Rnなど）の生物地球化学的挙動の精査と、人為的作用も含め、それらの時空間変動の要因を解●Development of new technologies for clean sampling, in situ
observations, and highly sensitive chemical analyses.

明します。
●グローバルな海洋循環、混合、生物生産と分解、大気－海洋、海－陸相互作用など、さまざまな現象のトレーサーとして、化学成分および同位体を活用した研究を行います。
●中央海嶺や島弧・背弧海盆における海底熱水活動、プレート沈み込み帯における冷湧水現象、沿岸域における海底地下水湧出現象などに伴う、海洋と固体地球との間の地球化学フラックスを解明します。
●高精度化学分析手法をはじめ、クリーンサンプリング手法、現
場化学計測法など、新しい技術の開発と応用を行います。

学術研究船白鳳丸によるCTDクリーン採水作業（KH-14-6次航海）

CTD clean hydrocast on board R/V Hakuho Maru (KH-14-6 cruise)

教授

蒲生 俊敬

准教授

小畑 元

Professor
Associate Professor

助教

Research Associate

GAMO, T.

OBATA, H.

GAMO, Toshitaka

OBATA, Hajime

中山 典子

NAKAYAMA, Noriko

NAKAYAMA, N.

AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
2016 ATMOSPHERE
THE UNIVERSITY OF TOKYOCATALOG45

研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋化学部門生元素動態分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Chemical Oceanography, Marine Biogeochemistry Section
海洋における生元素（炭素・窒素・リン・珪素・イオウなど）のサイクルは、多様な海洋生物による生化学的変換プロセスと物質移動を支配する物理学的プロセスとの複雑な相互作用によって駆動され、大気や陸域における元素循環過程と連動しつつ地球環境に大きな影響をおよぼしています。近年、人類による物質

The distribution and circulation of biophilic elements such as carbon(C), nitrogen (N), phosphorus (P), silicon (Si), and sulfur (S) in the ocean
are regulated by both physical transport processes and biochemicaltransformation by various organisms. These elements may occur involatile, dissolved, or particulate forms, and thus their biogeochemical
cycles in the ocean are closely linked with those in the atmosphere and循環系の攪乱と、その結果としての地球温暖化や生物多様性のthe lithosphere. Because of its large capacity, the sea plays a crucial

大規模な消失といった環境問題が顕在化・深刻化し、生物圏とrole in maintaining the global cycles and balance of these elements.

地球環境の相互作用の仕組みとその変動要因を明らかにすることは人類にとっての急務とされています。しかし、グローバル・ス
ケールでの海洋物質循環とその制御機構に関する知見は十分でなく、特に生物の深く関与する非定常プロセス、局所的プロセスに関しては、その重要性にもかかわらずなお未知の領域を多く残しています。
本分野では、生元素循環の素過程を担う多様な生物群集による代謝ネットワークの進行する場の解析と制御メカニズムの解明、および生物代謝が環境中の物質の分布と輸送に果たす役割の解明を大目標に掲げ、新しい技術や方法論の開発、モデ
ル実験や理論的アプローチによるプロセス研究、研究船航海や調査旅行によるルーティン観測作業を3つの柱として研究を進めています。河口・沿岸域から外洋に至るさまざまな場において個々のテーマに基づく基礎的研究に取り組んでいるほか、有機物・栄養塩の精密分析、軽元素同位体比分析、同位体トレー
サー法、光学的粒子解析技術を駆使して大型共同プロジェクトの一翼を担うことにより、時代の要請に対応した分野横断的なResearch in our laboratory is concerned primarily with the dynamics
of biophilic elements in marine environments and their coupling withmetabolisms of marine organisms. Emphasis is placed on identificationof various biochemical processes operating in the water column andupper marine sediments, and their regulation and interaction.

Ongoing Research Themes●Role of viruses in marine biogeochemical cycles●Structure and function of microbial food webs in the oceans●The nature of refractory dissolved organic matter in oceanic
waters●Determination of chemical parameters used in global circulation
models●Conservation ecology of macrophyte - dominated coastal
ecosystems●The roles of microbial redox processes in marine sedimentbiogeochemistry●Application of stable isotopic techniques to the evaluation of
ecosystem status

海洋研究を目指しています。

現在の主な研究テーマ●海洋の生物地球化学的循環におけるウィルスの役割

CO 2●海洋における微生物食物網の構造と役割●海水中の難分解性溶存有機物の構造とその分解を阻害している因子の研究●大気海洋炭素循環モデルにおける化学パラメータの精密観測●熱帯〜温帯沿岸生態系（特に大型底生植物群落）の生態学

Meso- and bathypelagic

Sinking

Aggregates

的機能とその保全●海洋窒素循環と有機物の分解過程における微生物学的酸化
還元プロセスの役割●炭素・窒素の安定同位体比を用いた物質循環・食物連鎖解析

Coaggulation
Gel assembly

Lateral transport(from slopes andshelves?)法の開発とその応用

Disintegration
Enzymatic dissolution
Gel dissembly

DOM(colloids,
nano &
micro gels)

Resuspension
Vent plume & volcanic eruption“Biological pump”
微生物と有機物の相互作用による海洋生元素循環の駆動（研究テーマの例）

Marine bioelement cycles driven by microbe-organic matter interactions

教授

Professor

准教授

Associate Professor

助教

Research Associate

NAGATA, T.

46

CATALOG

OGAWA, H.

ATMOSPHERE AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
THE UNIVERSITY OF TOKYOMIYAJIMA, T.

2016

永田 俊

NAGATA, Toshi

小川 浩史

OGAWA, Hiroshi

宮島 利宏

MIYAJIMA, Toshihiro

研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋化学部門大気海洋分析化学分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Chemical Oceanography, Marine Analytical Chemistry Section
人類はこれまで陸域を活動の場として発展してきましたが、海洋はその2倍以上の面積を持ち、地球環境と生命活動に重要な役割を果たしています。地球環境に関わる海洋システムの研究、すなわち海洋の持つ地球環境保全機能の定量化とその科学的理解は、地球環境と調和した社会を実現するために不可欠です。太古から現代に至る変遷をとげてきた海洋は時空間的に連続したひとつのシステムをなしており、我々は多角的な視野から最先端の観測機器・分析技術・解析手法を駆使して海洋環境の包括的理解を目指しています。
大気海洋分析化学分野では、地球内部の物質から地球外物質までを研究対象とし地球を一つのシステムとしてとらえ同位体
化学の側面から物質循環過程や地球環境に関する研究を行っています。最新の技術や高精度の計測機器類を導入することで高密度観測や高感度分析等の先端的解析手法を開発し、希ガ
ス同位体の高精度分析やNanoSIMS50を用いたミクロン領域
での微量元素分析を主な研究手法としています。海洋大循環や物質循環過程を解明するために、海水や陸水、堆積物や大気など様々な地球惑星科学物質の希ガスを精密に測定し研究を

The ocean, covering 70% of the Earth, is deeply related to several
environmental issues including global climate change, and may
be the last possible area for humans to obtain new biological andmineral resources. Japan is surrounded by the ocean, so there is astrong emphasis on gaining scientific understanding and quantitative
estimation of how the ocean influences the earth’s environment.
The marine environment is a complex physical and biological systemthat requires comprehensive research of the whole system in both
space and time. Using the most advanced observational and analyticaltechniques, the present state of the marine environment is studied
accurately, precisely and thoroughly, in collaboration with researchers
from other laboratories.

Ongoing Research Themes●Ocean circulation using noble gas isotopes●Geochemical cycle of volatile elements on the Earth●U-Pb dating in ultra-fine areas of fossil and sedimentary rocks●Planetary oceanography using an ion microprobe●Tritium - helium-3 dating of seawater and groundwater●Mechanisms of earthquake and volcanic activity

行っています。また地球の進化や現在の地球表層の状態を調べるために、様々な物質の炭素や窒素、硫黄といった揮発性元素の同位体を精密分析し研究を行っています。これらの研究を行うために、白鳳丸や新青丸などの研究船を用いた観測・試料採取を行い、研究所内外の研究者と共同で研究を進めています。

現在の主な研究テーマ●希ガス元素をトレーサーとした海洋循環および海洋物質循環●マントルまで含めたグローバルスケールでの揮発性元素の物質
循環●海洋堆積物と生物化石のU-Pb同位体年代測定

研究船新青丸での海底
火山観測●二次イオン質量分析計による隕石の分析に基づいた惑星海Observation of submarinehydrothermal activity on
the R/V Shinsei Maru

洋学
●トリチウム−ヘリウム-3法に基づく海水・地下水の年代測定●ヘリウム同位体を用いた地震や火山に関する研究

気体・液体・固体試料中の希ガスを分析する装置
Mass spectrometer forn o ble g a s a n alysis invarious samples

教授

Professor

助教

Research Associate

SANO, Y.

佐野 有司

SANO, Yuji

高畑 直人

TAKAHATA, Naoto

TAKAHATA, N.

AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
2016 ATMOSPHERE
THE UNIVERSITY OF TOKYOCATALOG

47

研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋底科学部門

海洋底地質学分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Ocean Floor Geoscience, Marine Geology Section
地球上の海洋底には、海洋地殻の形成、過去に生じた地震の痕跡、地域的あるいは全地球的な環境変動、砕屑物の集積、炭素をはじめとする物質循環などの記録が残されています。また、海洋底では火山活動、熱水活動、プレート沈み込み帯の地殻変動などの現在進行中の地質現象を観測することができまThe ocean floor of the earth records the development of oceanic
crust, the history of earthquakes, regional and global environmental
changes, and the carbon cycle. Moreover, active geological processes,
e.g., volcanism, hydrothermal venting, sediment transport, and crustal
movements at convergent, divergent, and transform plate boundaries,
can be observed on or beneath the seafloor. Our group conducts

す。海洋底地質学分野では、音波や重磁力を用いた地形・地下

topographic, geophysical, seismic reflection, sediment sampling, and

構造探査、地質試料の採取、深海掘削、海底観察などによっ

seafloor observation investigations to understand both the geologicalて、海底の地質現象を理解するとともに、自然災害、地球環境
変動、資源に関わる問題を解決し、将来を予測する上で基礎となる情報の取得を目的として研究を進めています。
研究は、調査船を用いた海洋底の広域マッピングとともに、深海曳航機器や無人探査機を用いた高精度・高解像度のデー
タの取得に力を入れています。例えば、プレート発散境界では、
無人探査機を利用して、海洋性地殻の形成と熱水変質に関する研究を展開しています。また、プレート沈み込み帯では付加プリズムの成長過程、砕屑物の浅海から深海への運搬・堆積過程、泥火山の形成過程について、高解像度反射法地震探査システムや自航式海底サンプル採取システムを用いて従来にない精度の情報を得ています。これらの研究成果は、国際深海科学掘削計画のプロポーザルの事前調査データとしても活用されています。

record and active processes in the deep sea. In particular, we
pursue high-precision and high-resolution studies using the deep-tow
systems, manned and unmanned deep-sea vehicles and a navigablepinpoint sampling system“NSS”, as well as undertaking more regional
studies. Complementary to local and regional studies, we participate
intensively in the Integrated Ocean Discovery Program (IODP) and theinternational projects, both at sea and onshore. Our main goal is toobtain key information for reducing natural hazards, predicting global
environmental changes, and locating natural resources.

Ongoing Research Themes●Formation and alteration of oceanic crust at mid-ocean ridges
and back-arc spreading systems●Hydrothermalism and its tectonic background●Shallow structure, mass balance, and tectonics of subduction
zones●Distribution and displacement histories of active submarine
faults

現在の主な研究テーマ●Geological investigation of on-land accretionary complexes
recording tectonic processes of seismogenic subduction zones●海洋性地殻の形成と進化に関する研究
世界の中央海嶺と背弧拡大系において、断層運動と火成活動のバランスに着目して海洋性地殻の形成と進化に関する研究を行うほか、多様な熱水活動を支えるテクトニックな背景を研究しています。
●プレート沈み込み帯浅部の地質構造、物質循環とテクトニクスの研究
付加体・前弧海盆の発達と泥火山の形成の関係、プレート境
界および付加体における堆積・断層運動プロセスをサブボト
ムプロファイラー探査、採泥、海底観察、深海掘削試料の解析によって調べています。
●過去のプレート境界地震発生帯の変形履歴を記録した陸上付
加体の研究
海底下で現在進行中の現象をよりよく理解するために、陸上
付加体（四万十帯・美濃帯）の野外地質調査および構造地質
学的・化学地質学的解析を行っています。

（左）自航式深海底サンプル採取システム （右）マリアナ熱水系の探査(left) Navigation Sampling System (NSS) (right) Exploration of hydrothermal field

教授

沖野 郷子

兼務准教授※

芦 寿一郎

Professor
Associate Professor

助教

Research Associate

OKINO, K.

48

CATALOG

ASHI, J.

ATMOSPHERE AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
THE UNIVERSITY OF TOKYOYAMAGUCHI, A.

2016

OKINO, Kyoko

ASHI, Juichiro

山口 飛鳥

YAMAGUCHI, Asuka※大学院新領域創成科学研究科准教授

研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋底科学部門

海洋底地球物理学分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Ocean Floor Geoscience, Submarine Geophysics Section
深海底は水に覆われて普通は見ることのできない世界ですが、極めて活動的なところです。海底で起こるさまざまな地学現象は、
地球深部の構造やダイナミクスと密接に関連し、一方で海や大気を介して地球環境変動とも結びついています。海底下の構造を面的に把握するためには、
リモートセンシングである地球物理学的観

M ost of E a r t h ’s volc a nis m a n d m u c h of its te cto nic a ctivit yoccur on and beneath the seafloor. Various phenomena on theseafloor are closely linked to Earth dynamics, and also related to
Earth’
s environments through the hydrosphere and atmosphere.
Seafloor rocks and sediments record Earth’s evolution. We study
dynamic processes of the seafloor and Earth’s evolution using

測が有効な手段です。また、海底の岩石や堆積物に残されたさま

mainly geophysical and geochemical methods, including one of

ざまな証拠から、地球が進化してきた歴史を知ることができます。

the academic world ’s most advanced seismic processing and海底下から試料を採取するためには、掘削が重要な手段です。
本分野では、ダイナミックに変動する海底の現象及び、地球のinterpretation centers. Our research targets spread oceans of allover the world, from mid-ocean ridges to subduction zones.

構造や歴史を、主に地球物理学的・地球化学的な手法を用いて明らかにする研究に取り組んでいます。具体的には、研究船を用

Ongoing Research Themes

いた観測で得られる地形・地磁気・地震波構造などのデータや、●Paleomagnetism and environmental magnetism: We study

海底掘削試料等の物理的・化学的分析により、海底拡大・沈み

on ancient geomagnetic-field intensity variations using marine

込みのプロセス、プレート境界域の海底下構造と地震発生、過sediments and rocks, and hotspot motions from paleomagnetic

去の地磁気変動、海洋の長期的物質循環と過去の環境、海水─鉱物間の元素分配などの研究を行っています。研究の対象となる海域は世界中に広がっています。また、新しい測定技術や解析手法を取り入れることも積極的に行っています。

inclinations. We also conduct researches for estimating Earth’spast environments using magnetic minerals in sediments
including those of biogenic origin.
● S e i s m o g e n i c z o n e: To u n d e r st a n d t h e m e c h a nis m of
subduction thrust earthquakes, we reveal the detailed 3-Dstructure of the Nankai seismogenic fault by state-of-the-art

現在の主な研究テーマ

image processing of the 3-D seismic reflection data. Moreover,●古地磁気学及びその応用に関する研究

we estimate the physical properties along the fault by verticalseismic profiling (VSP) and IODP core-log-seismic integration.

以下のような研究を進めています。
・海底堆積物や岩石を用いた、過去の地磁気強度変動の研究
・海底堆積物に含まれる強磁性鉱物を用いた過去の海洋環
境変動の研究●Tracking the ocean evolution using metallic elements: The
minerals play a role in determining the properties of sediments
and rocks, and provide information about past oceans. We use
isotopes and local structures of metallic elements to identify

・生物源マグネタイトの研究
・ホットスポットの移動を古緯度から推定する研究

geological histories.

・磁気異常等による伊豆・小笠原・マリアナ弧及びフィリピン
海プレート形成史の研究●巨大地震断層の3次元高精度構造と物性の解明
海溝型巨大地震発生機構を理解するために、巨大地震断層の構造や物質特性を明らかにする必要があります。私たち
はIODP（国際深海掘削計画）南海トラフ地震発生帯掘削をリードし、3次元反射法地震探査データを用いた高精度地殻
構造イメージング、掘削孔を用いたVSP（鉛直地震探査）、地
震探査データと掘削データとの統合解析を行っています。
●金属元素を指標とした堆積物と岩石の形成史
堆積物と岩石に含まれる鉱物は物性を決定するほか、地質時代の海水組成変化や物質移動の履歴を記録しています。金属元素の同位体組成・微小領域元素分布・存在状態から、地質試料の形成史と古海洋の物質循環、環境変動の研究を行っています。

地球の歴史を記録する海底掘削試料
Drill cores recovered from seafloor, which record Earth’s history.

教授

山崎 俊嗣

准教授

朴 進午

Professor
Associate Professor

助教

Research Associate

YAMAZAKI, T.

PARK, J. O.

YAMAZAKI, Toshitsugu

PARK, Jin-Oh

吉村 寿紘

YOSHIMURA, Toshihiro

YOSHIMURA, T.

AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
2016 ATMOSPHERE
THE UNIVERSITY OF TOKYOCATALOG

49

研究内容｜RESEARCH CONTENTS

海洋地球
システム研究系

海洋底科学部門

海洋底環境分野

Division of Ocean-Earth System Science,
Department of Ocean Floor Geoscience, Ocean Floor Environments Section
本分野では、現在の海洋底付近の環境と、多岐にわたる海洋に伴う物質科学を記録した堆積物を用いて、過去の環境を復元し、その背後にあるプロセスの解明を目指しています。地球環境のさまざまなパラメーターは時間とともに変化し、堆積物の固相の中にしばしば記録されます。
しかも、各々のプロセスは固有の周期を

We have collected ocean floor sediments and precipitates in order toreconstruct the paleo-environments and to understand the biogeochemical
processes to control ocean environments in the past. Marine biogeochemical
processes has played an important role in determining atmospheric carbon
dioxide concentration and in influencing terrestrial environments. Various
phenomena have been changing versus time, which can be traced and示すことが特徴です。
そのため、現在の海底堆積物および陸上堆

recorded in the sediments. In addition, each process has its own peculiar

積岩を用いて、過去の地球環境変動を高い時間・空間解像度で

periodicity. Therefore we qualitatively reconstruct the earth’s surface

定量的に復元し、そのデータをモデリングの研究成果とも併せて総合的に解析し、そのプロセスを深く理解し、近未来の環境予測に役立てられればと考えています。また、「資源」と「環境」は別物として扱われることが多いものの、火山活動に伴う熱水活動からの元素の供給なども含めて「物質循環」の観点からは両者は「ひと繋がり」で、最終的に海洋底にしばしば濃集体が形成します。本
分野では、試料として海底堆積物・沈積物、陸上堆積岩、サンゴなどを採取し、堆積構造，
微細構造, 鉱物、
化学組成、安定同位体、放射性核種、微化石群集などの分析を行い、ボックスモデルを用

environments in the past in high-time and spatial resolution, which areserved to modeling studies. Both enable us to conduct synthetic analysis, tounderstand the detailed process and to predict future environmental change.
Although“Mineral resources”and“Environments”are often to deal withseparately, both are closely linked from the point of biogeochemical and material
cycle. Consequently, the concentrated deposits are often formed on theseafloor. In this section, we have sampled ocean floor sediments/precipitates,
terrestrial sedimentary rocks, corals and have conducted the analysis of
sedimentary structure, mineralogy, chemical and isotopic composition,
microfossil assemblage. Furthermore high-precision culture experiments
are conducted on calcifires and opal screaning planktons, which are major

いた物質循環の研究も実施してきました。さらに、堆積物の主要

constituents of sediments/sedimentary rocks. We would like to contribute

構成物として寄与する石灰化生物および珪質殻プラクトンなどを

collaborative works and international project such as IODP.

対象として精密飼育実験も行ってきました。全国共同利用研究所の特性を生かすべく、共同研究にも特別な努力を払うとともに、国際深海科学掘削計画（Integrated Ocean Discovery Program）などの国際プロジェクトにも貢献しています。

Ongoing Research Themes●Study on paleo-environment and paleo-climate in relation to
the human activity
Sedimentary cores collected from the bay provide unique opportunity
to reconstruct both terrestrial and marine environments during the last

現在の主な研究テーマ

3,000 years. For future prediction in response to increased humanactivity, we culture calcifier especially responding to ocean acidification.

●人間の歴史時間の範囲の古海洋研究
内湾からの堆積物を用いて、環境復元を十年から百年の時間解像度で行うことは、
将来の地球環境を考える上でとても重要です。
また、将来の応答を予想するため、海洋酸性化に石灰化生物を精密飼育実験で調べています。IPCC（国連気候変動に関する
政府間パネル）などと密接に関わりながら、研究を進めています。
●海底堆積物・沈積物を用いた古海洋研究
国際深海科学掘削計画（IODP）などの国際プロジェクトとともに、超温暖であった白亜紀から、寒冷化した第四紀に至る海
洋環境変遷を現在の海底堆積物を用いて研究しています。
●超長期の古環境に関する研究●Study on paleo-environment and paleo-climate by using marine
sediments and precipitates
In order to understand long term environmental change during hot earth inCretaceous and/or cooling earth in Cenozoic, we study long sedimentarycores taken by International Ocean Discovery Program (IODP).
●Study on paleo-environment and paleo-climate by using
sedimentary rocks and precipitates on land●Study on marine mineral resources
Fe-Mn nodule, Co-rich crust, and hydrothermal deposits are potential
marine mineral resources. Sub-seafloor hydrothermal activity andseafloor ore deposits

地球史の復元も含めて、この地球に「海洋」が存在したことによる環境変遷を陸域の堆積岩も含めた試料を用いて古海洋研究を進めています。

in modern and ancient
oceanic crust including
ophiolites have been
investigated.

●海洋底鉱物資源の研究
鉄マンガンノジュール、海底熱水系を含め海底鉱物資源は将来の有望な資源として期待されています。昔海底であったオマー
ン・オフィオライトなどで海底熱水循環系を研究しています。

柱状堆積物の採取

Sedimentary core collection

教授

Professor

KAWAHATA, H.

50

CATALOG

ATMOSPHERE AND OCEAN RESEARCH INSTITUTE
THE UNIVERSITY OF TOKYO

2016

川幡 穂高

KAWAHATA, Hodaka