由东京大学科学研究生院研究生 Natsubayashi Nemoto 和该大学大气海洋研究所教授 Yokoyama Yusuke Yokoyama 领导的一个研究小组,通过将 X 射线衍射分析和使用干密度计的密度分析相结合,量化了富士五湖之一的本栖湖挖掘的沉积物中石英的含量。结果,他们发现本栖湖沉积物中所含的石英来自于来自中国大陆的黄沙,并成功地以高时间分辨率阐明了过去8000年来沙子数量的变化。每年春天都会有大量的黄沙飞扬,但令人惊讶的是,从3000年前到2000年前,黄沙的数量明显减少,变成了负值。北极涛动(注1)。在此期间,已知日本海和黄海海水温度上升,新泻县糸鱼川市降水量增加,这两者都是与负北极涛动一致的现象,因此该数据支持了这项研究。这项研究首次提供了过去8000年来日本周围黄尘数量变化的高分辨率数据,预计将有助于更详细地阐明全球气候变化与东亚大气环流变化之间关系的机制。
西风对包括日本在内的中纬度地区的气候变化有很大影响,因此结合气候模型了解过去西风的强度和轨迹的变化对于推进气候系统的研究非常重要。灰尘(注2)众所周知,恢复数量变化是有效的。本栖湖接收了大量来自中国大陆的沙尘,占世界由西风等大气环流输送的沙尘排放量的20%以上,使其成为调查过去沙尘量变化的合适湖泊。另一方面,由于沉积物中含有许多风化和侵蚀产生的陆源颗粒,因此很难从沉积物中仅提取与大气尘埃相关的信息。因此,本次研究的重点是本栖湖的地质特征,该湖周围是富士山喷发产生的玄武岩。来自中国大陆的黄沙含有石英,而玄武岩不含石英。因此,我们试图通过分析本栖湖沉积物中石英的含量来重建黄沙输送量的变化。
在这项研究中,从本栖湖收集的湖底沉积物中采集了 109 个样品,将其粉碎,并使用大气海洋研究所的干式密度计进行 X 射线衍射分析和高精度密度测量,以量化过去 8,000 年来石英的含量。分析表明,来自陆源颗粒的矿物和石英独立波动,本栖湖的石英来自于来自中国大陆的黄沙(图1)。

图1:东亚8000年来气候变化记录(引自原论文)
(a) 本栖湖沉积的石英量的变化(本研究),(b) 新泻县糸鱼川市石笋中记录的氧同位素比(降水记录),(c) 硅藻 (F doliolus)(海水温度记录),(d) 黄海的海水温度变化,(e) 记录在中国大陆石笋(降水记录)
在3000年前到2000年前期间,当石英量减少时,证实降水量(b)增加以及海水温度(c)和(d)上升。
10111_10391厄尔尼诺南方涛动(注3)建立关系。据了解,当北极涛动与厄尔尼诺事件重叠时,负北极涛动引起的沙尘供应变化会被放大,事实上,厄尔尼诺事件的频率从3000年前增加到2000年前。
在这项研究中,我们通过量化富士山脚本栖湖沉积物中的石英含量,成功地重建了过去黄沙含量的变化。这项研究的结果表明,被富士山包围的本栖湖的沉积物。未来,希望这将有助于人们更详细地了解全球气候变化与东亚大气环流变化机制之间的关系。
“新闻稿①从湖底沉积物探寻富士山喷发历史——本栖湖遗留不明喷发的发现”(2018/10/10)
https://wwwaoriu-tokyoacjp/research/news/2018/20181010html
“新闻稿②富士五湖的水从何而来?~以碳14为示踪剂的研究证实了御坂山脉地下水对河口湖的影响~”(2021/9/21)
https://wwwaoriu-tokyoacjp/research/news/2021/20210921html
“新闻稿③通过将花粉从地层中分离出来,现在可以实现高精度测年,其效率是以前方法的10倍 - 迄今为止被放弃的地层测年由于大花粉而变得实用”(2024/7/19)
https://wwwaoriu-tokyoacjp/research/news/2024/20240719html
杂志名称:古海洋学和古气候学
标题:富士山的一个湖泊(本栖湖)记录了长期的负北极涛动,这是全新世期间西风通道导致风尘减少的结果
作者姓名:Karin Nemoto*、Yusuke Yokoyama*、Stephen P Obrochta、Yosuke Miyairi、Osamu Fujiwara、Shinya Yamamoto、Atsunori Nakamura、Aurélia Hubert-Ferrari、Vanessa Heyvaert、Marc De Batist
DOI:101029/2023PA004805
网址:https://doiorg/101029/2023PA004805
本研究得到了科研补助金“阐明冰盖波动对气候系统的作用(加强国际联合研究)(项目编号:15KK0151)”和科研补助金“季风变率与全新世南开海平面”的支持。该项目是在“冰盖波动对气候系统变化的快速调节研究”的支持下进行的低纬度大气-海洋耦合(项目编号:17H01168)”、科研补助金“低温:挑战全新世温度重建差异问题(项目编号:23KK0013)”、科学研究补助金“QuakeRecNankai项目”的支持下开展了湖泊沉积物的发掘调查。由比利时科学政策办公室资助的国际合作研究项目(BELSPO,期号:BRAIN-beBR/121/A2)。