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北太平洋の生態系を潤す、鉄分の海洋循環メカニズムを解明 ~有機物にくっついてオホーツク海から亜熱帯へ、4,000kmの旅~

2020年3月11日

北海道大学
東京大学 大気海洋研究所

北海道大学大学院地球環境科学研究院の山下洋平准教授と同大学低温科学研究所の西岡 純准教授は、東京大学大気海洋研究所の小畑 元教授及び小川浩史教授らと共同で、「どのようにしてオホーツク海由来の鉄分が北太平洋の広範囲に運ばれているのか」、そのメカニズムを捉える事に成功しました。

鉄分は生物にとって必須の栄養素ですが、海水に溶けにくい性質を持ちます。世界の多くの海域では、鉄分の多さが生態系の基盤である植物プランクトンの豊富さを左右しているため、鉄分の海洋循環メカニズムを明らかにすることは海洋生態系を理解する上で重要なテーマです。北太平洋では、鉄分の多くがオホーツク海の大陸棚堆積物から供給され、海洋内を長距離運ばれていることがこれまでの研究から明らかとなっていましたが、どのようにして溶けにくい鉄分が海洋の広範囲に運ばれているか、そのメカニズム自体は不明でした。そこで研究グループは、鉄分を溶かす(鉄分と錯体を形成する)働きをもつ有機物である「腐植物質」に着目し、オホーツク海から亜熱帯海域までの広範な海域における鉄分と腐植物質の南北断面分布を世界で初めて明らかにしました。特筆すべきは、海洋に存在する腐植物質を、海洋内部で細菌により生み出されるもの(自生性)と海洋の外から供給されるもの(外来性)に区別する手法を考案し、外来性である堆積物起源の腐植物質のみの分布を定量化する事に世界で初めて成功した点です。これにより、オホーツク海の堆積物起源の腐植物質は鉄分と錯体を形成することで、北太平洋の中層水循環システムによって、少なくとも4,000km運ばれ、亜熱帯海域にまで達している事が判明しました。

本研究成果は、気候変動によって環境が大きく変わりつつある海洋において、必須栄養素である鉄分の輸送を介して、生物生産性や二酸化炭素吸収量がどのように変動していくかを理解する上でも貴重な知見となります。

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