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みりあやぶき
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83 海洋におけるカルシウムの地球科学と安定同位体指標 (a) (b) (c) 2 cm (d) (f) (h) (e)

(a), (b) Planktonic foraminifera picked from a Quaternary

(c) A Quaternary shallow-water limestone containing fossil

Overview and closeup images of industrial salt ponds in

From left to right: (d), (e) microbial mat; ( f ), (g) gypsum

photographs kindly provided by Junichiro Kuroda).

ちろん生物の進化的な側面を無視することはできないがる海水のナトリウムの濃度 469 mmol kg と塩素の

27 mmol カルシウムイオンは体積が小さく高い正電荷を持ってお kg-1 と溶存無機炭素

い塩基 OH F Cl DIC の濃度およそ 2 mmol kg-1 よりもはるかに高い PO43- SO42-

3 83 海洋におけるカルシウムの地球科学と安定同位体指標 (a) (b) (c) 2 cm (d) (f) (h) (e) (g) (i) Plate 1. (a), (b) Planktonic foraminifera picked from a Quaternary deep-sea sediment from western equatorial Paciﬁc. (c) A Quaternary shallow-water limestone containing fossil corals (yellow arrow). Overview and closeup images of industrial salt ponds in Trapani, Sicily. From left to right: (d), (e) microbial mat; ( f ), (g) gypsum (CaSO4 2H2O) ; (h), ( i ) halite (NaCl) ponds (Some photographs kindly provided by Junichiro Kuroda). され海洋に普遍的に存在しているのであろうかもしおが析出するためには 10 倍以上の濃縮を必要とすちろん生物の進化的な側面を無視することはできないがる海水のナトリウムの濃度 469 mmol kg と塩素のその根本的な理由の一つは化学的特徴にあるといえる濃度 546 mmol kg がカルシウムの濃度 mmol カルシウムイオンは体積が小さく高い正電荷を持ってお kg-1 と溶存無機炭素 dissolved inorganic carbon : り電気イオン陰性度が高い塩基 OH F Cl DIC の濃度およそ 2 mmol kg-1 よりもはるかに高い PO43- SO42- CO32- などと静電的相互作用によって結ことを考えるとカルシウム塩とナトリウム塩の溶解度合しやすいカルシウム塩は溶解度が低いという特徴をの違いを実感できるナトリウムとカルシウムのイオン有し実際に海水を煮詰めた時に最初に沈殿する主成分半径はほぼ同じでおよそ 1.0 Å である Shannon, 1976 海水の第元素の塩は炭酸カルシウムである Table 2 が一般的に価数が大きい金属イオンの方が安定な結合一第二主成分である塩素とナトリウムの塩すなわちをもつことができる例えば同じイオン半径を比べると

4 () ( ) ( ) in Plate 1. [ ] ( ) K K K et al et al et al

5 et al et al et al et al et al et al et al

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8 et al et al et al et al et al et al ( )

9 et al et al et al et al et al et al et al et al et al et al et al Acropora Pavona clavus Porites et al et al

10 P. australiensis et al() et al() et al()o. universa et al () et al() et al et al et al et al et al et al et al et al et al et

91 海洋におけるカルシウムの地球科学と安定同位体指標. 2006 や Inoue et al.

11 91 海洋におけるカルシウムの地球科学と安定同位体指標や Inoue et al の結果からカルシウム al チャネルで起きた同位体分別の影響により低いδ Ca が細胞内に存在することになるが骨格中のδ Ca はその細胞内のδ Ca とほぼ一致すると推察されるこのこと 2+ から細胞内のほとんど全ての Ca が細胞外へ排出され性化に差が生じても骨格のδ Ca に変化が見られないこ 2+ とより Ca -ATPase には同位体分別を起こす働きがないことが考えられるまた ph や光が変化してもサンゴ宿主としてカルシウムを細胞に送り込む生物活動に有意差が生じることが無く一方で石灰化量には有意差があ石灰化に使われているが Ca -ATPase で Ca が排出ることからサンゴ体内でのカルシウムチャネルの働きされる際に同位体分別が起こらないかあるいはその両と石灰化は直接的には関係していないことが示唆される方がサンゴ体内で起こっていることが示唆されている他方サンゴ骨格中のδ Ca は温度依存性があることか Inoue et al では温度の飼育実験に加え海水のら温度のみがサンゴ宿主の生物活動具体的にはカル ph と光を制御した飼育実験も行い飼育期間中に成長シウムチャネルの働きをコントロールしていると考えらした骨格についてδ Ca を測定しているその結果はれる興味深いことに δ Ca の変化は温度以外のパラメーサンゴについてはこのように飼育実験に基づいたターには依存しなかったサンゴは共生藻による光合成 δ Ca の研究がなされており温度依存性があるものの活動により石灰化が促進される Wooldridge 2010 ; 小さいことさらに ph や光環境に依存しないことから Davy et al., 2012 などので海水の ph 光環境共に石サンゴ骨格を含む堆積物が固化岩石化する過程で生じ灰化を上昇させるパラメーターであり実際の飼育実験る組成変化続成作用などの環境以外の要因を考慮しの結果からも有意にサンゴの石灰化量が異なることが示なければならないものの化石サンゴなどのδ Ca を用 2+ されているまた明環境では Ca -ATPase の働きも活いることで過去の海水のδ Ca を推定することが可能と発化しそれにより石灰化がさらに促進されていることは多くの石なっている実際に Blättler et al この仮定にも報告されている Al-Horani et al., 2003 灰化生物のδ Ca のデータベースをもとに顕生代の海水 2+ 基づくと異なる光環境下つまり Ca -ATPase の活中におけるカルシウム同位体の変化について検討してい 2+ Fig. 5. (a) Schematic diagram of coral calciﬁcation in terms of Ca transport. Pathway ( i ) indicates trans2+ membrane transport of Ca whereas pathway (ii) indicates direct transport from seawater. (b) Calciﬁcation based on isotope fractionation (α) during Ca-channel operation (Inoue et al. 2015).

12 et al et al et al

13 et al et al et al et al et al et al et al et al et al et al et al MacKenzie Lena Kolyma Yukon 13% 6% 1% Columbia Orinoco Seine Rhine Nile Congo Indus Narmada Brahmaputra Ganges Irrawaddy Huanghe HongHe Mekong Salween Chiang Jiang Amazon ( ) ( ) et al() ()

14 et al et al et al et al et al et al et al et al et al et al

15 References Galaxea fascicularis. Mar. Biol 142 Coral Reefs An Ecosystem in Transition Geostand. Geoanal. Res 33 Carbonate Sediments and Their Diagenesis;. Developments in Sedimentology 12 Global Environment: Water, Air, and Geochemical Cycles Am. J. Sci 301 Geology40 Geochim. Cosmochim. Acta70 Tracers in the Sea Earth Planet. Sci. Lett 170 Geochim. Cosmochim. Acta73 Biochem. Biophys. Res. Comm 323 Marine geochemistry Quat. Sci. Rev 25 Geochim. Cosmochim. Acta75 Microbiol. Molecul. Biol. Rev 76 Science289 Geochemistry of nontraditional stable isotopes Earth Planet. Sci. Lett 164 Chem. Geol 258 Earth Sci. Rev 129 Geochim. Cosmochim. Acta87 Geochim. Cosmochim. Acta71 Geochim. Cosmochim. Acta75 Mineral. Mag 71 Chem. Geol 270 Chem. Geol159 J. Geol 61 Geochim. Cosmochim. Acta75

16 Earth Planet. Sci. Lett Chem. Geol 159 Geochim. Cosmochim. Acta 67 Geochim. Cosmochim. Acta 69 Geology34 Geochim. Cosmochim. Acta73 J. Anal. At. Spectrom 14 Geochim. Cosmochim. Acta62 Environ. Microbiol 9 Int. J. Mass Spectrom 220 Geostand. Newslett 27 Stable isotope geochemistry Chem. Geol 268 Geochim. Cosmochim. Acta74 Geochim. Cosmochim. Acta83 Earth Planet. Sci. Lett 23 Geochim. Cosmochim. Acta75 Geochim. Cosmochim. Acta167 Geochim. Cosmochim. Acta66 Earth Planet. Sci. Lett 270 Gondwana Res 14 Geochim. Cosmochim. Acta Emiliania huxleyi Geochem. Geophys. Geosys 8 Chem. Geol 267 Geochemical Processes: Water and Sediment Environment J. Geophys. Res.-Atmos 111 J. Geophys. Res.: Biogeosci Geochim. Cosmochim. Acta46 New Phytol 142 Am. J. Sci 287

17 Glob. Biogeochem. Cycles7 Chem. Geol 341 Chem. Rev107 Geochemistry of Sedimentary Carbonates Geochim. Cosmochim. Acta Chem. Geol Anal. Bioanal. Chem 390 Deposit. Record1 Mar. Geol 352 Anal. Chem 50 Bull. Am. Phys. Soc 23 Geochim. Cosmochim. Acta42 Quat. Sci. Rev 90 J. Anal. At. Spectrom 24 Earth Planet. Sci. Lett 213 Geochim. Cosmochim. Acta 69 Comptes Rendus Geosci 3 Geochim. Cosmochim. Acta110 Sedimentology47 Acta Crystallogr. Sect. A32 Geochem. J 49 Earth Planet. Sci. Lett 232 Earth Planet. Sci. Lett Earth Planet. Sci. Lett 247 Geochim. Cosmochim. Acta 72 Chem. Geol 257 Glob. Biogeochem. Cycles24 Nature458 Geophys. Res. Lett 32 J. Anal. At. Spectrom 19 Bioessays32

18 Earth Planet. Sci. Lett 421 Anal. Bioanal. Chem 401 Geochim. Cosmochim. Acta 62

19 Abstract Key words

Bio-No.57/3....

Bio-No.57/3.... 2004. MAR. 3No.57 http://www.wako-chem.co.jp C O N T E N T S 2 Wako Bio Window No.57 MAR.2004 l l l l wako wako l l mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm Wako Bio Window No.57 MAR.2004 3 4 Wako Bio Window