海氷生産海域から放出される物質をグリーンランドの積雪から検出~アイスコアを用いたノースウォーター・ポリニヤの海氷変動と海洋生物活動の復元に期待~

2025-12-08 北海道大学

北海道大学低温科学研究所の研究グループは、グリーンランド氷床北西沿岸部で犬橇による広域積雪観測を行い、この積雪中の化学成分がノースウォーター・ポリニヤの海氷変動および海洋生物活動を反映していることを明らかにした。観測した4.2m深の積雪(約4年分)は、春〜夏に植物プランクトン増殖を起源とする MSA(メタンスルホン酸)、秋〜冬に薄氷上で形成されるフロストフラワー由来の非海塩性硫酸イオン(nssSO₄²⁻)の季節ピークを示し、空気輸送解析からこれらのエアロゾルの主な発生源がノースウォーター海域であることが示唆された。ポリニヤは海氷生成と流出が周期的に起こる特殊環境で、生物生産・物質循環に重要な役割をもつ。本研究は、グリーンランド積雪がポリニヤ環境の自然アーカイブとなり、アイスコアを用いた100年規模の海氷変動・生物活動復元が可能であることを示したものである。成果は The Cryosphere に掲載。

海氷生産海域から放出される物質をグリーンランドの積雪から検出~アイスコアを用いたノースウォーター・ポリニヤの海氷変動と海洋生物活動の復元に期待~
春~夏(左)と秋~冬(右)におけるノースウォーター海域を起源とするエアロゾルの輸送イメージと、グリーンランド氷床北西沿岸部の積雪中のMSA濃度とnssSO42−濃度の鉛直分布。MSAは植物プランクトンを起源とする硫化ジメチル(DMS)の酸化により生成される。

<関連情報>

ノースウォーター海域に隣接するグリーンランド氷床北西沿岸地域の積雪の化学的特性 Characteristics of snowpack chemistry on the coastal region in the northwestern Greenland Ice Sheet facing the North Wate

Yutaka Kurosaki, Sumito Matoba, Mai Matsumoto, Tetsuhide Yamasaki, Ilannguaq Hendriksen, and Yoshinori Iizuka
The Cryosphere  Published:25 Nov 2025
DOI:https://doi.org/10.5194/tc-19-6171-2025

Abstract

In the North Water, the opening of sea ice due to polynya formation may influences the surrounding water and aerosol circulation. We conducted glaciological observations from seacoast to inland on the western side of Prudhoe Land, which is located in the northwestern Greenland Ice Sheet close to the North Water, to elucidate water and aerosol circulation around the North Water. The spatial variations in δ18O and chemical substances in surface snow showed that water vapor and aerosols were directly transported from the southern North Water to northern inland of areas on the western side of Prudhoe Land. Unlike the inland area of the Greenland Ice Sheet, the snowpack on the western side of Prudhoe Land contained signals of ocean biological and sea ice conditions in the North Water. The spring–summer snowpack contained high concentrations of methanesulfonic acid, which likely derived from sea-to-air dimethylsulfide emission following a phytoplankton bloom. The autumn–winter snowpack exhibited high concentrations of NH+4, which could potentially have originated from sea-to-air ammonia gas emissions during the decline and death phases of marine organisms. The Na+, Cl, K+, Mg2+, SO2-4, and Ca2+ concentrations in the snowpack rapidly increased in winter, which could be attributed to the emission of frost flowers from the newly formed sea ice surface into the atmosphere due to intense storm activity in the North Water. We suggest that the chemical substances identified in the snowpack or ice core from the western side of Prudhoe Land can be used to better understand past changes in ocean biological and sea ice conditions in the North Water.

1702地球物理及び地球化学
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