表層炭酸ガス分圧のモニター
　大気中で炭酸ガス濃度は現在約360ppm(0.036％) であり、徐々に増加していて地球温暖化の要因と なっている。海洋表層の炭酸ガス分圧がこれより高 ければ炭酸ガスは海洋から大気へ移行(放出)し、 低ければ大気から海洋に移行(吸収)される。この 移行速度は風速などの要因で決まるが、放出か吸収 かは海洋表層の炭酸ガス分圧の値によって決定され る。この分圧問題は、地球温暖化における海洋の役 割を考える上で重要なため、日本では気象庁の研究 者が中心となって分析方法が検討されてきた。原理 は、表層海水を容器の中に入れてシャワー方式と呼 ばれる方法で海水と大気のガス分圧を平衡にして、 そのようにして得られた大気中の炭酸ガス量を赤外 線分析器で測定する。この方法では容器が一定の大 きさをもつために、平衡させるのにかなりの時間が 必要となり、実際には約１時間に一回のデータしか 得られず、変動の激しい日本近海での測定には時間 分解能が粗すぎる。また容器が大きいため蒼鷹丸の 研究室に導入することは不可能であった。

新しい分圧測定器
　このプロジェクトのサブチームに「海洋表層二酸 化炭素分圧測定の高度化」があり、その一部は筑波 にある通産省の計量研究所が担当している。同所は 以前サンゴ礁における分圧測定にチャレンジして、 開発した機器についてはDeep-Sea　Researchに掲載 され、この機器で得られた結果を用いた論文は Scienceに掲載された。今回のプロジェクトでは、 この機器をさらに改良して蒼鷹丸のような調査船で 用いることを目指した。新しい機器のアイデアは、 水は通さないがガスは通すチューブを用いて海水と 平衡となる空気を得ることにある。実際には、船底 近くから汲み上げられた海水が直径約15㎝、高さ 約20㎝の円筒に導入され、この円筒の中には、赤 外線分析器と連結されたチューブがセットされてい て、チューブの中を循環しているガスと海水中のガ スが平衡になり、炭酸ガス値が分析器で連続して測 定されることになる。この分圧計の応答時間は約１ 分半でシャワー方式の機器に比べて非常に速い。蒼 鷹丸に搭載した分圧計の写真を示すが、約40㎝の 立方体の大きさである。機器の下の部分はガスの流 量を調節するなどのバルブ切り替え装置であり、そ の上に赤外線分析器が載っている。

新しい分圧測定器で得られたデータの紹介
　蒼鷹丸における試験運転は昨年の12月に行い、 今年の１月の航海で改善した機器を搭載して三陸沖 で調査を実施した。得られた結果の一部を紹介す る。この図は、東経144°線を北緯33°から42° まで航走した時のデータである。この図で赤が表面 水温(TEMP(NAV))で単位は右側である。北緯37°付 近で18℃となり、北緯38°付近から減少して42° では３℃となった。北緯37°前後の17℃付近が黒 潮であり、北緯41°付近の水温７℃前後より北が親 潮であり、その間が混合水域である。空色が蛍光で あり、植物プランクトン色素クロロフィルaを表 し、一番下の黒色が動物プランクトンを表す。炭酸 ガス分圧は青色(fC(NAV,dry))で示されていて、単 位は左側に示されている。これを見ると、黒潮域は 約290ppmであり、親潮域では330～390ppmという ことが明瞭に示されている。大気中の炭酸ガス分圧 は約360ppmなので、１月には黒潮域は炭酸ガスの吸 収域、親潮域は放出域ということが出来る。今後こ の機器を利用して、季節を変えて調査することによ り、このプロジェクトの所期の目的が達成されるば かりでなく、小型で取り扱いが容易なことが明らか となれば、水研の他の調査船でも利用されることに なると期待している。

参考

蒼鷹丸に搭載した小型炭酸ガス分圧連続測定器

図．１月の東経144°線上の表層のガス分圧

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