海洋において、Cuは硝化、脱窒を行う酵素、電子伝達系のプラストシアニン、酸素運搬のヘモシアニンなどに含まれ、生物活動に不可欠な元素である一方、その水和イオンは生物にとって有毒です。Cuの生物地球化学循環は、海洋生態系、炭素循環、ひいては気候変動に影響します。
近年まで、Cuの生物地球化学循環の理解は、主に濃度分布およびスペシエーションを明らかにすることで行われてきましたが、新たに同位体比を用いることでより詳細に生物地球化学循環を理解することができます。
研究チームは、太平洋、インド洋におけるCu同位体比の鉛直分布を明らかにすることで、海洋におけるCuの生物地球化学循環を明らかにしました（図1）。

 

 

　その結果、Cu同位体比は、海洋表層においては、大気塵、河川に含まれるCuの混合によって支配され、海洋深層においては、沈降粒子による吸着除去によって支配されていることが示唆されました。さらに、ボックスモデルを構築して、海洋におけるCuの供給・除去フラックスを明らかにしました（図2）。

 

 

　今後、この研究を海底堆積物、鉄マンガンクラストなどに応用することで、過去の海洋環境の復元が期待されます。

 

 

 

 

本研究の一部は、科学研究費基盤研究（A）の助成を受けて行われました。また、化学研究所若手研究者国際短期派遣事業からの支援も受けました。