炭酸塩の殻を用いた古海洋環境復元

近年、二酸化炭素濃度の増加にともなう地球温暖化が全地球レベルでの大きな環境問題になっています。地球温暖化は気温の上昇による生態系の変化、海面上昇などだけでなく、台風や大雨の増加、猛暑・暖冬など短期・長期の環境変動を引き起こす可能性が指摘されていま す。今後地球温暖化が進むと、わたしたちの生活環境はどのように変化するのでしょうか？

将来の環境を予測するためには、過去の環境がどのようであったかを理解することが非常に重要です。例えば約１万年前にも、大気中の二酸化炭素濃度と気温が共に上昇した時期があります。その当時の環境変動を詳しく理解して、それをモデルとすることで、将来の環境変化を予測できるかもしれません。

海洋に生息する生き物のなかには、炭酸カルシウムでできた骨格や殻を形成するものがいます。こうした生物起源の炭酸カルシウムは、生物が生きていた当時の海洋環境を記録していると考えられています。

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サンゴは熱帯・亜熱帯に広く生息する刺胞動物で、骨格の疎密に対応する１年に１対の年輪を刻みながら成長します。長寿のものであれば、数百年にわたって連続的に成長を続けます。過去の骨格部分にさかのぼって化学分析することで、数週間レベルの時間解像度で数百年に わたる環境変動を復元することが可能です。このようなスケールでの環境変動には近年の地球温暖化や、エル・ニーニョなどがあります。

二枚貝は１日に１本（もしくは２本）、貝殻に日輪を刻みながら成長します。貝は様々な場所に住んでいるため、広い範囲に応用することが可能です。
また、サンゴ礁に生息するシャコガイは長寿のものだと百数十歳にもなる個体もいます。貝殻を日輪レベルで分析することで、１日以下の高時間分解能で環境復元が可能です。例えば、大雨や台風などの短期的イベントや潮汐などの理解に役立つと考えられます。

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有孔虫は、直径1 mmほどの小さな単細胞生物です。このうち、海水中に浮かんで生息している浮遊性有孔虫と、海底面で生息する底生有孔虫の2種類がいます。
海底では有孔虫の死骸などが降り積もって、泥上の堆積物が層状に積み重なっています。堆積物は深くなるほど過去に積もったものなので、堆積物中の有孔虫の殻を深さ方向に分析することで、過去の環境を復元することができます。海洋底堆積物では サンゴや二枚貝のように細かい時間スケールでの復元はできませんが、その代わり非常に長期間にわたる環境情報を復元することが可能です。

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その他にも、円石藻、深海サンゴ、硬骨海綿や陸上で生成する鍾乳石など、様々な炭酸カルシウムを研究対象にしています。