東京大学大気海洋研究所

Atmosphere and Ocean Research Institute, The University of Tokyo

第2部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
河村　知彦
Kawamura, Tomohiko

キーワード: 海洋、大気、地球科学、気候変動、海洋生物資源、地球生命圏
住所: 〒277-8564
千葉県柏市柏の葉5-1-5

大気海洋研究所は、地球表層を覆う海洋と大気の構造や変動メカニズム、および海洋に生きる生物に関する様々な基礎的研究を推進するとともに、地球環境の変動や生命の進化、海洋生物群集の変動など、人類と生命圏の存続にとって重要な課題の解決につながる研究を展開しています。また、大気海洋科学に係わる全国の研究者のための共同利用・共同研究拠点として、本所（柏キャンパス）と附属国際・地域連携研究センター地域連携研究部門大槌研究拠点（岩手県大槌町︓2022年度に国際沿岸海洋研究センターから改組、以下大槌沿岸センター）において世界最先端の研究施設・機器、充実した研究環境を提供するとともに、海洋研究開発機構の所有する2隻の学術研究船「白鳳丸」と「新青丸」を用いた共同利用・共同研究を企画・運営し、世界の大気海洋科学を先導することを目指しています。さらには、大学院教育や様々なプロジェクト研究の推進などを通じて、次世代の大気海洋科学を担う若手研究者の育成にも力を入れています。

令和3年度の研究活動内容及び成果

動物の陸上進出の足かせとなる遺伝子の発見

金属の取り込み調節に重要な役割を果たす新規タンパク質をオニヒトデから発見し、「二価金属イオン輸送体関連タンパク質（Divalent Metal Transporter-Related Protein: DMTRP）」と命名した。

日本海溝海側の大規模正断層に沿ったマントル流体上昇～マントル由来の水は巨大地震の引き金になるか～

日本海溝海側の反射法探査データを調べ、海底面からモホ面を貫きマントルまで達する大規模な正断層を発見した。さらに、その正断層付近で採収した海底堆積物中の間隙流体を分析し、マントル流体の上昇を示唆するヘリウム同位体比異常を発見した。

南大洋の温暖化が引き起こした氷期における大西洋深層循環の急激な変化

海洋大循環モデルによる数値シミュレーションにより、氷期における大西洋深層循環の急激な変化を引き起こす仕組みとして、南大洋での温暖化がその引き金となりうる可能性を指摘した。

強いエルニーニョが2年続くラニーニャを引き起こすことを解明

大気海洋の観測・再解析データと23のCMIP6気候モデル群によるシミュレーションデータを解析することで、強いエルニーニョ現象が引き起こす赤道北側の顕著な東風偏差が、赤道太平洋から過剰に熱を逃がすことで多年性ラニーニャ現象の引き金となっていたことを明らかにした。

南大洋が鍵を握る氷期の大気中二酸化炭素濃度変化

約2万年前の最終氷期最盛期における大気中二酸化炭素濃度を、海洋炭素循環モデルシミュレーションにより再現することに成功した。

二酸化炭素の海洋への取り込みに重要なプランクトン量の変化と南極の海氷変化～11,400年間の記録に基づく数年から十年スケールの気候変動の影響評価～

東南極ウィルクスランド地域沖合のアデリー海盆において採取された170mの堆積物を調べた結果、過去11,400年間において、南極海の生物ブルームは海氷の変動を強く反映して変化していることが確認され、当初は毎年起こっていたブルームが2-7年の間隔に変化したことが明らかになった。

富士五湖の水はどこからきているか？～炭素14をトレーサー（追跡子）とした検討によって、河口湖では御坂山地の地下水による影響を確認～

富士五湖で各々の湖水の炭素14（¹⁴Ｃ）濃度測定を毎月1年間、世界最高頻度で実施し、広域的な地下水の値と比較して、湖沼水のトレーサーとしての可能性を検討した。その結果、河口湖の¹⁴Ｃ濃度は他の湖に比べて極端に低く、河口湖の湖水は御坂山地の地下水による影響が大きいことが初めて定量的に示された。

九州地方の豪雨に先行する大気中下層の水蒸気流入の役割を解明

15年間の気象庁メソ数値予報モデル初期値データを用い、豪雨時の九州地方への水蒸気流入を境界層と1000m以上の上空とに分けて解析した結果、九州地方の豪雨に1日程度先行して上空の水蒸気流入が増加することが明らかになった。

洪水時に河川から大量流出する土砂が沿岸域の流れ・栄養塩環境を変える

若狭湾丹後海に注ぐ由良川の2013年9月洪水時、川から大量に流出した物質が沿岸海域に広がる過程を、物理-懸濁物-低次生態系モデルシミュレーションにより再現した。

気候と氷床のシミュレーションから示される退氷期の気候システムの変動―北半球氷床と大西洋深層循環を通した急激な気候変化―

退氷期（寒冷な氷期後、全球的に温暖化した時代）に急激な気候変化を生じた要因について、大気海洋結合モデル・氷床力学モデルによる過去2つの退氷期のシミュレーションの比較から調べた。地球の軌道要素が、夏季気温を通して北半球氷床の融解を促進し、大西洋深層循環を弱く保つことで南半球に熱が蓄積され温暖化をもたらすメカニズムが、過去２つの退氷期に働き、異なる気候応答をもたらしたことを示唆した。

東北沖海底火山は硬い堆積物を身にまとう～地震発生時のプレート境界すべり抑制に関する新たな知見～

有人潜水調査船「しんかい6500」とその支援母船「よこすか」を使用して採取された東北沖海底火山の岩石から、火山活動によって堆積物が激しく擾乱されていた証拠を発見した。

貝類の産地を判別する新しい手法を開発

貝殻に微量に含まれるネオジムの同位体比を使って、貝類の産地を正確に判別する手法を開発した。

社会との連携

東北復興研究への取り組み

本研究所附属の大槌沿岸センター（岩手県大槌町）は、東日本大震災によって壊滅的な被害を受けましたが、2018年2月に新しい研究実験棟と宿泊棟が竣工しました。文部科学省のプロジェクト研究「東北マリンサイエンス拠点形成事業」の一拠点として、震災後の海洋生態系の変化を総合的に記録し続けると同時に、地域水産業の復興・発展に資する沿岸海洋生態系の理解に向けた学際的フィールド研究拠点としての発展を目指しています。さらに地球の未来を形作る拠点としても機能し、次世代の人材育成等を通じて三陸地域の復興・発展に貢献したいと考え、文理融合型研究教育プロジェクト「海と希望の学校in三陸」を実施しています。

国際的取り組みへの貢献

気候変動に関する政府間パネル（IPCC）評価報告書の執筆に多数の教員が参加しているほか、ユネスコ政府間海洋学委員会、北太平洋海洋科学機構、Future Earthやアジア研究教育拠点事業などに参画し、大気海洋科学に関して国際的な協力が必要となる問題の解決に貢献しています。とくに国連海洋科学の10年(2021-30)の実施に向けて準備を進めています。

東京大学海洋アライアンス

東京大学の13の部局、250名以上が参加し、社会から要請される海洋関連課題の解決に向けて、関係する学問分野を統合して新たな学問領域を拓いていく東京大学海洋アライアンスに中核的部局として参加し、海外インターンシップを含む学際的な海洋教育（大学院）、海洋リテラシーの普及やシンクタンク機能等を果たしています。

広く一般へ向けた研究活動の紹介

「さいえんす寿司BAR」や講演会の開催、一般向け書籍・小冊子の刊行など、大気海洋科学に親しみ研究内容について楽しみながら広く知っていただく活動を行っています。７月の海の日前後に大槌沿岸センター（岩手県大槌町）、10月に柏キャンパスで一般公開を行っており、柏キャンパスの一般公開は8,000人以上が来場する一大イベントになっています。