COLLOQUIUM No. 609 (17:00-, 3 August 2017)

Mr. Z. Chen (Chair: Ms. Li)



Fixed nitrogen loss from the eastern tropical North Pacific and Arabian Sea oxygen deficient zones determined from measurements of N2:Ar. Global Biogeochem. Cycles, 26, GB3030, doi:10.1029 (2012). B. X. Chang1,2, A. H. Devol1 and S. R. Emerson1 (1School of Oceanography, University of Washington, 2Now at Department of Geosciences, Princeton University)

 脱窒による過剰N2 (N2 excess)の見積に関する先行研究は、硝酸塩不足型手法(nitrate deficit-type methods)が主要な酸素枯渇海域(ODZ)における固定窒素(N)損失の過小評価であることを示唆している。過剰N2方法は固定N対リン酸塩あるいは酸素の化学量論の仮定に依存しないため、N損失の経路に関する不確さを避け、硝酸塩不足型手法に比べて、利点を持つ。東部北太平洋熱帯域での二つの観測点とアラビアODZでの一つの観測点からのN2:Arの測定は、脱窒により過剰N2を決めるために用いられている。この二つの海域において、過剰N2は量的に固定Nの不足と匹敵した。東部北太平洋域熱帯ODZにおいて、表層の過剰N2は約0 μMであり、固定Nの不足の最大値13.5±1.5と12.3±1.5 μM Nに比べ、13.7±1.8と10.8±1.9 μM Nの最大値まで上昇する。アラビアODZ域において、固定Nの不足の最大値が12.5±1.0 μM Nであることに比べ、過剰N2の最大値は11.1±1.5 μM Nである。ODZ域の海水の体積と滞留時間が同じと考えた場合、これらの結果は、先行研究の硝酸塩不足型手法に基づくODZにおける固定Nの損失の見積もりは妥当であろうことを示唆する。

COLLOQUIUM No. 608 (17:00-, 27 July 2017)

Ms. S. Shukuda (Chair: Prof. Watanabe)



Empirical algorithms to estimate water column pH in the Southern Ocean. Geophys. Res. Lett, 43, 3415–3422 (2016). N. L. Williams1, L. W. Juranek1, K. S. Johnson2, R. A. Feely3, S. C. Riser4, L. D. Talley5, J. L. Russell6, J. L. Sarmiento7, and R. Wanninkhof8 (1College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Oregon State University, 2Monterey Bay Aquarium Research Institute, 3Pacific Marine Environmental Laboratory, National Oceanic and Atmospheric Administration, 4School of Oceanography, University of Washington, 5Scripps Institution of Oceanography, University of California, 6Department of Geosciences, University of Arizona, 7Program in Atmospheric and Oceanic Sciences, Princeton University, 8Atlantic Oceanographic and Meteorological, Laboratory, National Oceanic and Atmospheric Administration

 The Global Ocean Ship-Based Hydrographic Investigations Program(GO−SHIP)で測定される高精度なパラメーター(水温・塩分・圧力・硝酸・酸素)を使うことで、南大洋の太平洋領域のpHを見積もるアルゴリズム(経験的関数)を得た。水温・塩分・圧力・硝酸の組み合わせを用いて見積もられたpHに対しては決定係数(R2)0.98であり、一方、水温・塩分・圧力・酸素を用いて見積もられたpHに対しては、R2は0.97であった。また,平均二乗誤差(RMS)は前者については0.010、後者については0.008であった。これらのアルゴリズムをThe Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling project (SOCCOM) のバイオフロートに適用した。このフロートには、pH・硝酸・酸素・蛍光発光・後方散乱を測定する新しいセンサーが搭載されている。ここで得たアルゴリズムは、pHセンサーがないフロートによるpHの見積もりに用いられ、また、pHセンサーが搭載されているフロートで得られたpHの値を確認し、補正するのに用いられた。これらの補正されたフロートデータは、0.05-0.08 pHの測定範囲をもつ一週間ごとのpH情報を与え、その結果、南大洋の太平洋領域において初めてpHの季節変動を明らかにした。

COLLOQUIUM No. 607 (17:00-, 27 July 2017)

Ms. R. Nitanai (Chair: Prof. Suzuki)



Basin scale variability of active diazotrophs and nitrogen fixation in the North Pacific, from the tropics to the subarctic Bering Sea. Global Biogeochem. Cycles, 31, 996–1009 (2017). T. Shiozaki1,2, D. Bombar3, L. Riemann3, F. Hashihama4, S. Takeda5, T. Yamaguchi6, M. Ehama4, K. Hamasaki1, and K. Furuya6 (1Atmosphere and Ocean Research Institute, University of Tokyo, 2Now at Research and Development Center for Global Change, JAMSTEC, 3Marine Biological Section, Department of Biology, University of Copenhagen, 4Department of Ocean Sciences, Tokyo University of Marine Science and Technology, 5Faculty of Fisheries, Nagasaki University, 6Department of Aquatic Bioscience, Graduate School of Agricultural and Life Sciences, University of Tokyo)

 窒素固定微生物は生物利用可能な窒素をプランクトン群集へ提供し、多くの海域での生産性に大いに影響を与える。シアノバクテリアグループは伝統的に海洋の主要な窒素固定生物と考えられてきたが、後にシアノバクテリアではない、おそらく従属栄養性である窒素固定生物が広範に存在し、その窒素固定における潜在的な重要性が見出された。しかしながら、異なる窒素固定生物グループの分布や活性は、多くの外洋生態系において、未だかなり制限を受けている。ここで、我々は太平洋中央部の赤道域からベーリンク海までの7500 kmにわたる南北断面に沿って、窒素固定生物の群集構造や活性の調査を行った。窒素固定は亜熱帯循環表層水中での新生産の最大84 %に貢献し、その地点での窒素固定群集はガンマプロテオバクテリア γ-2744A11や高活性のシアノバクテリア系統型(全nifH転写量の50 %以上を寄与)を含んでいた。窒素固定は、時々、150 m深まで見られ、北緯35 度付近の亜熱帯循環の端まで水平的に拡大していた。窒素固定はベーリング海大陸棚北側でさえも発見された。ベーリング海大陸棚のアラスカ沿岸水中では、低い硝酸塩濃度と高い溶存鉄濃度により、窒素固定生物の増殖が促進されていたように思われ、それには表層付近で豊富(1.2×105 nifH gene copies L−1)に存在していたUCYN-A2の顕著な役割を含んでいた。本研究は、ベーリング海での窒素固定の証拠を提供し、北太平洋の熱帯・亜熱帯循環と冷たい北側海域の水塊間おいて、窒素固定微生物の組成に明らかな対照性があることを提案している。

COLLOQUIUM No. 606 (17:00-, 6 July 2017)

Mr. Y. Shibano (Chair: Ms. Evans)


Vertical material flux under seasonal sea ice in the Okhotsk Sea north of Hokkaido. Polar Science, 2, 41-54, (2008).
T. Hiwatari1, K. Shirasawa3, Y. Fukamachi3, R. Nagata4, T. Koizumi5, H. Koshikawa1, K. Kohata2 (1Asian Environmental Group, NIES, 2Water and Soil Environmental Division, NIES, 3ILTS, Hokkaido University, 4Okhotsk Garinko Tower, 5Mikuniya Co)

 2005年1月13日から3月23日にかけて、オホーツク海沖合の測点に設置された時系列セジメントトラップを用いて、季節海氷下の下方向の物質のフラックスが測定された。鉱物由来の物質の最大フラックス(753 mg-2 day-1)と有機物の最大フラックス(主にデトリタス:333 mg m-2 day-1)が、1月13日から2月9日の、海氷が岸に吹き流され範囲を拡大させる時期に記録された。珪藻のフラックスを示す、フィーカルペレットのような有機物(81-93 mg m-2 day-1)やバイオシリカのようなオパール(51-67 mg m-2 day-1)は、2月10日から3月9日の、海氷が全面を覆う期間に得られたセジメントトラップサンプル中に豊富に存在した。顕微鏡での観察によって、フィーカルペレットはほとんど珪藻の被殻であることが明らかになり、このことは海氷が全面を覆う期間に、アイスアルジ―を動物プランクトンが活発に捕食していたことを示している。3月10日から23日の海氷の後退期には、植物プランクトンのフラックスが急速に増加し(9.5 cells m-2 day-1 から22.5×106 cells m-2 day-1)、このことは海氷の融解につれて水柱へ植物プランクトンが放出されたことを反映している。我々の結果は、生物由来と鉱物由来の沈降物質の量と質は、真冬における海氷の季節的な広がり次第で異なることを説明している。

COLLOQUIUM No. 605 (17:00-, 29 June 2017)

Mr. R. Yamasaki (Chair: Ms. B. Li)



Influences of riverine and upwelling waters on the coastal carbonate system off Central Chile and their ocean acidification implications. J. Geophys. Res. Biogeosci., 121, 1468-1483 (2016). C. A. Vargas1,2,3, P. Y. Contreras1,2, C. A. Pérez1, M. Sobarzo4, G. S. Saldías5 and J. Salisbury6 (1Aquatic Ecosystem Functioning Lab, Department of Aquatic System, Faculty of Environmental Sciences and Environmental Sciences Center EULA Chile, Universidad de Concepción, 2Center for the Study of Multiple Drivers on Marine Socio-Ecological Systems, Universidad de Concepción, 3IMO, Universidad de Concepción, 4DOCE and Interdisciplinary Center for Aquaculture Research, Faculty of Natural and Oceanographics Sciences, Universidad de Concepción, 5CEOAS, Oregon State University, 6Institute for the Study of EOS, UNH)

 組み合わされたデータセット及び、現場観測や海洋観測からのデータを結びつけることは、溶存態無機炭素(DIC)やアラゴナイト飽和度の空間的、時間的な変動への河川流出と湧昇過程の影響を確かめるに使われてきた。本研究は、南太平洋沿岸(36°S)において、生産が高い河川の影響を最も受けている湧昇域の1つを対象とした。加えて、異なるDIC供給源の寄与、即ち、陸-海洋領域におけるDICの動態への影響を確かめるためのさらなる研究を行った。おおよそ200kmの範囲に相当するビオビオ河川流域の7つの観測点において、6回のサンプリングを行った。同時に、観測船による3回の調査を近接する大陸棚にて行い、12カ所の観測点で水界地理学データを測定した。その上、6つの観測点では化学分析用のサンプリングを行い、それは2010年から2011年の夏、冬、春を対象とした。本研究の結果より、海へ向かって広がる河口流出流は、冬においてより明白であり、その際、最も高い河川DICフラックスが観測された。河川から海における炭酸系物質は、空間的、時間的規模で変動し、均質的ではなかった。高いDIC、pCO2は、河川流域で観測され、それは人為的な影響をより受けていた。河川流出流でのCO2の過飽和が全ての観測において見られ、それは冬/春においては低いpHを持つ河川水の影響、夏においては高いpCO2を持つ湧昇水の影響であった。河川及び河川流出流における主なDICの供給源は、陸上有機物の利用に相当することがδ13CDICより証拠付けられた。この自然過程と近接する河川の影響を受けた沿岸域における炭酸飽和度との関連より、表層/亜表層水におけるΩaragoniteの未飽和は、生産が高い沿岸域における河川流出と沿岸湧昇の両方の影響を受け、大きく変化していることが示唆された。Ωaragoniteが低い条件は、海洋生物、例えば二枚貝、腹足類、甲殻類、に対して負の生理学的な特性を与えるかもしれない。それ故、河川の影響を受ける場所の局所的な生物群集は、Ωaragoniteの変動がより小さい領域に棲息する生物よりも、海洋酸性化に対して先天的により耐性があり得る。

COLLOQUIUM No. 604 (17:00-, 22 June 2017)

Mr. Qiu (Chair: Prof. Suzuki)



Dynamic biogeochemical provinces in the global ocean. Global Biogeochem. Cycles, 27, 1046–1058 (2013). G. Reygondeau1,2,3, A. Longhurst4, E. Martinez2,5, G. Beaugrand6, D. Antoine2,7, and O. Maury1 (1IRD, UMR EME 212, CRMHT, 2LOV, CNRS–Université Pierre et Marie Curie, 3CEES, Department of Biosciences, University of Oslo, 4Cajarc, 5MIO, Aix-Marseille University, IRD UMR 235, CNRS/INSU UMR 7294, 6LOG, UMR LOG CNRS 8187, Station Marine, CNRS, Université des Sciences et Technologies de Lille, 7Department of Imaging and Applied Physics, RSSRG, Curtin University)

  In recent decades, it has been found useful to partition the pelagic environment using the concept of biogeochemical provinces, or BGCPs, within each of which it is assumed that environmental conditions are distinguishable and unique at global scale. The boundaries between provinces respond to features of physical oceanography and, ideally, should follow seasonal and interannual changes in ocean dynamics. But this ideal has not been fulfilled except for small regions of the oceans. Moreover, BGCPs have been used only as static entities having boundaries that were originally established to compute global primary production. In the present study, a new statistical methodology based on non-parametric procedures is implemented to capture the environmental characteristics within 56 BGCPs. Four main environmental parameters (bathymetry, chlorophyll a concentration, surface temperature, and salinity) are used to infer the spatial distribution of each BGCP over 1997–2007. The resulting dynamic partition allows us to integrate changes in the distribution of BGCPs at seasonal and interannual timescales, and so introduces the possibility of detecting spatial shifts in environmental conditions.

COLLOQUIUM No. 603 (17:00-, 15 June 2017)

Ms. Evans (Chair: Prof. Nishioka)



Iron in the southeastern Bering Sea: Elevated leachable particulate Fe in shelf bottom waters as an important source for surface waters. Cont. Shelf Res., 30, (2010). M. P. Hurst1, A. M. Aguilar-Islas2 and K. W. Bruland3 (1Department of Chemistry, Humboldt State University, 2IARC, University of Alaska, 3Department of Ocean Sciences, University of California Santa Cruz)

 Surface transects and vertical profiles of total and leachable particulate Fe, Mn, Al and P, along with dissolved and soluble Fe were obtained during August 2003 in the southeastern Bering Sea. High concentrations of leachable particulate Fe were observed in the bottom waters over the Bering Sea shelf with an unusually high percentage of the suspended particulate Fe being leachable. Leachable particulate Fe averaged 81% of total particulate Fe, and existed at elevated concentrations that averaged 23 times greater than dissolved Fe in the isolated cool pool waters over the mid shelf where substantial influence of sedimentary denitrification was apparent. The elevated leachable particulate Fe is suggested to be a result of sedimentary Fe reduction in surficial sediments, diffusion of Fe(II) from the sediments to the bottom waters, and subsequent oxidation and precipitation of reduced Fe in the overlying bottom waters. Eddies and meanders of the Bering Slope Current can mix this Fe-rich water into the Green Belt at the outer shelf-break front. Elevated levels of leachable particulate Fe were observed in surface waters near the Pribilof Islands where enhanced vertical mixing exists. Storm events and/or cooling during fall/winter with the resultant destruction of the thermally stratified two-layer system can also mix the subsurface water into surface waters where the elevated leachable particulate Fe is a substantial source of biologically available Fe.

COLLOQUIUM No. 602 (17:00-, 8 June 2017)

Ms. R. Banba (Chair: Prof. Nishioka)



Controls on iron distributions in the deep water column of the North Pacific Ocean: Iron(III) hydroxide solubility and marine humic-type dissolved organic matter. J. Geophys. Res., 114, (2009). S. Kitayama1, K. Kuma1,2 E. Manabe1, K. Sugie1, H. Takata2, Y. Isoda2, K. Toya2, S. Saitoh2, S. Takagi2, Y. Kamei2, and K. Sakaoka2 (1Graduate School of Environmental Science Hokkaido University, 2Faculty of Fisheries Sciences, Hokkaido University)

 西部・中部北太平洋の溶存鉄の鉛直分布は、表層の枯渇・中層の極大・中層以深の深度に伴う減少で特徴づけられており、そしてこの鉛直分布は栄養塩・見かけの酸素要求量・鉄Ⅲ溶解度・腐植様蛍光強度とよく似ていた。深層水の鉄Ⅲ溶解度([Fe(Ⅲ)sol], < 0.025-µm画分)と分布は、500-1500 mの中層で最大となり(~0.6 nM)、また深くなる(5000 m)と徐々に減少するという(~0.3 nM)傾向が両方の地域に見られたにもかかわらず、ディープウォーターカラム中の溶存鉄の濃度([DFe], < 0.22-µm)は西部(0.5-1.2 μM)と比較すると中部(0.3 - 0.6 μM)では半分の濃度であった。西部のディープウォーターカラム中の[D-Fe]が[Fe(Ⅲ)sol]よりも高いことは、西部地域で大気物由来あるいは水平方向の鉄供給が中部よりも多く、沈んでいく有機物の分解による再生が高いという結果である。中部のディープウォーターカラムの[Fe(Ⅲ)sol]と[D-Fe]の値の近似は、[D-Fe]が海水中の鉄Ⅲの溶解度平衡に近いということが寄与したからだろう。中部での[D-Fe]と腐植蛍光強度の強い直線関係と、西部と中部での比較的相関関係がある[Fe(Ⅲ)sol]と腐植蛍光強度は、Fe(Ⅲ)と錯体を形成している自然中の有機配位子がディープウォーターカラム中の[D-Fe]に関与していることを最初に立証している。

COLLOQUIUM No. 601 (17:00-, 1 June 2017)

Mr. I. Nakagawa (Chair: Ms. Evans)



Interactive influence of iron and light limitation on phytoplankton at subsurface chlorophyll maxima in the eastern North Pacific. Limnol. Oceanogr., 53, 1303-1318 (2008). B. M. Hopkinson1, K. A. Barbeau1 (1Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego)

 クロロフィル亜表層極大における植物プランクトンの成長を制限又は共制限する要因として、中栄養〜貧栄養の東部北太平洋熱帯域と南部カリフォルニア湾で、鉄と光の役割が培養実験を用いて研究された。表層水が栄養塩制限下にある東部太平洋のいくつかのクロロフィル亜表層極大で、植物プランクトンの鉄-光共制限が見られた。鉄の添加は、この植物プランクトン群集のサイズ構成や種組成を変化させた。この植物プランクトン群集は比較的小さな植物プランクトンの多様な群集であったが、鉄添加によって大きな珪藻に支配された。最も強くて偏在する珪藻の鉄添加への反応は、光が強まった環境下で見られた。これは、渦イベントや強い内部波の発生のような光レベルが迅速に上がる時に、鉄利用能がクロロフィル亜表層極大の植物プランクトン群集に、最も強い影響を与えるポテンシャルを保持している可能性を示唆している。これらの結果は、鉄の供給がクロロフィル亜表層極大において植物プランクトン群集の構成に影響を与えることを示唆すると共に、有光層下部における栄養塩循環と炭素輸送にとって重要であることが示唆された。

COLLOQUIUM No. 600 (17:00-, 25 May 2017)

Ms. O.T.N. Bui (Chair: Ms. B. Li)



Impact of an unusually large warm‐core eddy on distributions of nutrients and phytoplankton in the southwestern Canada Basin during late summer/early fall 2010. Geophysical Research Letters, 38, L16602, doi:10.1029/2011GL047885 (2011). S. Nishino1, M. Itoh1, Y. Kawaguchi1, T. Kikuchi1 and M. Aoyama2 (1 Research Institute for Global Change, JAMSTEC. 2MRI, Geochemical Research Department)

 Recent freshening of the Arctic Ocean due to melting of sea ice and enhanced Ekman pumping has deepened the nutricline over the Canada Basin and reduced nutrient concentrations in the euphotic zone. Cold‐core eddies frequently transport nutrient‐rich shelf water to the Canada Basin, but the eddies are much deeper than the euphotic zone. Because warm‐core eddies appear near the surface or at a depth range shallower than that of the cold‐core eddies, they may play a crucial role in determining nutrient distributions in the euphotic zone and hence may affect primary production. During late summer/early fall 2010, we conducted detailed surveys of a warm core eddy, which was unusually large (∼100 km in diameter). We suggest that this warm‐core eddy which contained high ammonium shelf water could supply ammonium to the euphotic zone in the southwestern Canada Basin and may sustain ∼30% higher biomass of picophytoplankton (< 2 mm) than that in the surrounding water in the basin. The role of warm‐core eddies in supplying nutrients to the euphotic zone and controlling phytoplankton distributions seems to be more important than previously because the recent deepening of the nutricline in the Canada Basin has decreased the nutrient supply to the euphotic zone.

COLLOQUIUM No. 599 (17:00-, 18 May 2017)

Ms. B. Li (Chair: Mr. Yamasaki)


Decadal acidification in the water masses of the Atlantic Ocean. PNAS, 112, 9950-9955 (2015)
A. F. Ríosa1, L. Resplandy2, M. I. García-Ibáñez1, N. M. Fajar1, A. Velo1, X. A. Padin1, R. Wanninkhof3, R. Steinfeldt4, G. Rosón5 and F. F. Pérez1 (1Marine Research Institute, IIM-CSIC, 2Scripps Institution of Oceanography, University of California, 3Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory, NOAA, 4Oceanography Department, IUP, University of Bremen, 5Faculty of Marine Sciences, University of Vigo).

 増加しつづける大気中のCO2濃度の結果として、全球の海洋酸性化は主にCO2の海洋の取込みによって引き起こす。本論文は、大西洋50°S–36°Nにおける20年規模(1993–2013)の海洋pHの減少の観測を発表した。人為起源のCO2の取込みに関連しているpHの変化(∆pHCant)と生物活動や海洋循環によるpHの変化(∆pHNat)はそれぞれ異なる水塊に対して評価された。この観測結果を長期的な展望に入れるため、また、pH変化に寄与するメカニズムを説明するため、Institut Pierre Simon Laplace 気候モデルの出力は使われている。最も大きなpHの減少(∆pH)は中央水、モード水、中層水の中で観測された。最大∆pHはSouth Atlantic Central Watersの−0.042 ± 0.003であった。ΔpHのトレンドは深層水と底層水の中でゼロに近い。観測とモデルの結果はpHの変化が一般的に人為成分によって支配されていることを示している。これは中央水塊に対して、−0.0015 から−0.0020/yの速度で説明できる。人為起源と自然起源の成分は同じ桁の大きさでありながら、モード水と中層水の中で相互に補強し合う。モード水と中層水の中で観測された大きな負のΔpHNatの値は主にCO2含有量の変化によって駆動される。この負のΔpHNatはまた(i)南大西洋のSouthern Annular Modeのプラス相の間で形成海域の極域への変換; (ii)北大西洋水塊形成速度の増加と一致している。

Page TOP