忍野村広域を対象とした調査を行い、忍野村の地下水や湧水などの水質の特徴を明らかにしました。また地下水位の測定結果から、村内の地下水がどこからきて（どこで涵養されて）、どこに向って流れているのか（どこに流出するのか）を調べ …

福島県沿岸域から内陸部を対象とした地下水流動研究の一環として、同地域の地下水や湧水の涵養標高を求めるために、2014年4月から2015年3月までの1年間、標高の異なる4地点で降水を採取し、それらの安定同位体比と標高の関係 …

福島県沿岸域の地下水や湧水、自噴井を対象として、クロロフルオロカーボン類（CFCs）や六フッ化硫黄（SF6）を測定して滞留時間を指定した結果、湧水と地下水の滞留時間は約15年～45年の範囲、自噴井の滞留時間は約50年～7 …

ふとしたきっかけで、日本中の地下水を集めて水同位体比を測定してみようと思い立ちました。対象は市販のミネラルウォーターです。近所のスーパー、コンビニを巡ると、意外と種類が集まります。イマドキ、ネットでも色々購入できます。出 …

青森県弘前市は、日本海側の豪雪地帯に位置する、落ち着いた城下町です。日本海側の豪雪は、日本海から蒸発した水を含んだ冬季季節風が、脊梁山脈により強制上昇してもたらされるという見解が一般的です。しかし実際にはそれだけでなく、 …

積雪は「恩恵」と「被害」の正負の影響を与えます。この影響の将来像を予測して、生活や環境の持続可能性を考えなければなりません。そのため、現在、将来の降雪、積雪の「量」と「質」に示される地域の特徴を明らかにし、将来の変化に対 …

日本の低地の約半分は扇状地地形となっていて、この扇状地内では河川水を利用した水田農業が行われています。多くの扇状地では、河川水や水田の水が浸透し地下水になります。扇状地内地下水が、河川の水か、水田の水のどちらの水によって …

水田の広がる多くの流域では、かんがい用水として河川から多量に取水される一方、圃場から河川への還元も多く、水田農業は河川流況に大きな影響を及ぼし得ると考えられます。近年、特に日本では農地の減少が進んでおり、これに伴い河川流 …

現在の降水を起源とする地下水は、適正に利用すれば、枯渇することのない再生可能な水資源です。そのような地下水が大阪平野のどの深度まで、また、どの程度の広がりを持って分布しているのか、３次元マップで示します。大阪平野は最大深 …

未知なる大地・シベリア。その水循環過程は永久凍土の存在もありやや複雑で、水文システムの把握と将来変化予測は地球の温暖化・気候変動を考える上でとても重要です。シベリアを流れ北極海へ注ぐレナ川とインディギルカ川を例に、水同位 …

氷河縮小が進むケニア山で、山麓の水資源の涵養標高と地下水の年代測定を行いました。氷河融解水、河川水、湧水、降水を採水し、それぞれの酸素同位体比を分析した結果、麓の河川水・湧水は氷河が存在する標高帯（河川水：約4,600m …

日本では、冬になると北風が吹いてきます。日本の北西方向、ユーラシア大陸のシベリアから吹き付ける冬季の季節風は、私たちに豊かな恵みをもたらす一方で、大陸で発生した大気汚染物質を運んできます。複数の元素の同位体を測定すること …

東アジアの国々から日本へは、西風にのって大気汚染物質（越境大気汚染）や黄砂が多く飛来し、生態系や健康へ与える影響が懸念されています。そこで、本研究でコケの窒素（N）、鉛（Pb）、ストロンチウム（Sr）の安定同位体比（以下 …

酸性雨の生態系影響は、欧米では湖沼から魚がいなくなり森林が枯損するといった被害が問題となりましたが、日本ではそのような影響は認められていません。それはなぜかを調べるために、本研究では土壌のカルシウムに注目しています。土壌 …

仙台市宮城野区の沿岸付近で、浅井戸1か所（深度3.1 m）、深井戸5か所（深度約30 m）と水路の調査を、2018年12月から毎月実施しています。採取した水試料のイオンクロマトグラフと水の酸素・水素同位体比の分析結果から …

私たちが利用している地下水の水質は、さまざまな人為的・自然由来の要因により影響されています。2016年に熊本で発生した内陸直下型地震では(図b☆印)、震源地周辺の地下水面の低下や涵養域での水位上昇などが認められました。元 …

乾燥地域のかんがい農地では、適切な水管理を行わないと土の表面に塩類が集積し、作物が育たなくなります。農地にはさまざまな起源をもつ水や塩類が供給されます。 農地からの排水中には，農地に供給された水や物質が排出されます。そこ …

富士川は、山梨県と静岡県を南流する一級水系です。その水の濁りが近年強くなっており、流域の生態系や人々の暮らしにまで悪影響を及ぼすのではないかと懸念されています。いったい濁りはどこからどのくらい来ているのでしょうか。 ここ …

カンボジアにあるトンレサップ湖では、富栄養化や過剰漁獲等による環境・生態系の変化が懸念されています。そのトンレサップ湖の水や元素の供給源として、メコン河等の河川がどれだけ貢献しているのか調べました。湖水や河川水を採取し、 …

フィリピンにあるバタン湾は半閉鎖的な湾で粗放的な養殖池に適しています。90％以上のマングローブ面積を失ったバタン湾ですが、湾内の食物連鎖を支える一次生産者は何なのか、湾内の水底の有機物（底質）の起源を推定するために安定同 …

我々の生活に必要不可欠な様々な資源を採掘すると、周辺の住民の健康や生態系に重大な影響を及ぼすことがあります。資源開発における環境負荷を低コストで抑えるためには、坑廃水や汚染河川での金属元素の起源や挙動を正確に理解する必要 …

霞を食べて生きていく、という表現がありますが、霧の発生頻度が高い日本の高山帯では、霧を水資源として利用している植物も多いと考えられます。ハイマツ（Pinus pumila）は日本の中部山岳を分布の南限とし、高山の森林限界 …

森林は一般に窒素が植物にとって足りない生態系と考えられています。ですので、降水でもたらされる窒素は森林で使われて（きれいになって）、図中の左のようにほんの少ししか窒素は森林から流れ出ないと予想されてきました。しかし本当は …

福岡市近郊の森林では、大気からの窒素降下物の増加と人工林の高齢化によって、樹木に利用しきれない窒素が硝酸イオン（NO3–）として渓流水に流れ出しています（森林の窒素飽和）。しかし、下流に行くにつれて河川水中の …

水田の土壌有機物は、水稲収量を向上させるとともに地球温暖化の抑制にも寄与しています。有機物が分解されないのは、土壌団粒中に閉じ込められたり土壌鉱物に吸着されたりして、「保護」されているためです。そこで、保護の仕組みによっ …

2020年から始まったCOVID19の流行は産業活動の停滞をもたらしました。産業活動が停滞すると大型車の交通量が減少するので、排出される大気汚染物質が減少し、大気汚染が緩和される可能性があります。街路樹であるヒラドツツジ …

地球温暖化が大きな問題となっていますが、自分で移動できる動物とは異なり、植物は自分では移動できません。 しかし、果実を食べた動物が種子を運んでくれれば、次世代はより好適な場所へ移動できるかもしれません。 研究の結果、ツキ …

動物の骨を使った同位体食性分析手法は、特定の動物の食べ物が過去から現在までの間にどのように変化したかを調べる上で有用なツールです。 上の図は、北海道に生息するヒグマを対象に、過去数千年間で彼らの食べ物がどのように変化した …

最近になり、グルタミン酸とフェニルアラニンという2種類アミノ酸の窒素同位体比を測定することによって、生き物の正確な栄養段階を推定できることがわかってきました。この方法は未知の生態系における食物網解析に役立つだけでなく、琵 …

サケの背骨に記録されている、過去の“窒素同位体比”の履歴と、北太平洋における窒素同位体比の分布地図を比較することで、サケの回遊ルートを推定しました。サケは、成長に伴って北太平洋を北上し、最終的にベーリング海東部の大陸棚に …

近年の気候変動などの海洋環境の変動により、魚の生息場所が移動し、漁獲量に大きな影響を及ぼしています。水産資源を持続的に利用していくためには、水産資源量を把握することや、生育場・回遊場などの把握が重要です。 本研究では、生 …

近年、数百kmから1,000kmを超える長距離を移動する昆虫の安定同位体比を調べてみると様々な値を示すことが分かってきました。水素の安定同位体比では大陸の南北方向の移動が分かり、地質年代の異なる生息地域の虫はストロンチウ …

遺跡から出土する魚骨によって、当時さまざまな魚が食べられていたことを知ることができます。海から遠く離れた内陸部の遺跡でも多くの海産魚が確認され、沿岸部から運ばれたことが読み取れます。しかし、魚骨の形態では産地を明らかにす …

縄文人は、さまざまな資源を利用していました。遠い場所に移動してモノを運び、文化や技術を伝播させました。遠く離れた場所への移動だけでなく、食料資源獲得の活動域はどの範囲で、近隣の遺跡とのかかわりはどのようなものだったのでし …

縄文人は、約16500～2300年前の日本で、狩猟・採集・漁労をなりわいとしていました。社会的な風習として、故意に歯を抜く抜歯風習がありました。歯を抜く二つのパターンは、縄文人の移動と関係があると考えられてきました。この …

遺跡から出土する犬骨から、その犬が摂取した大まかな食物（餌）を知ることができます。同じ遺跡から出土する人骨の摂取食物情報と比較することで、過去の人と犬の関わり合いが見えてきます。昔の人々は現代人と同様に何か特定のドッグフ …

先スペイン期のアンデス社会では、リャマとアルパカが様々な用途で使われていました。元々は高地高原に生息していた野生動物が、いつ・どのように家畜として広がっていったのか、まだ全容は明らかになっていません。 骨や歯の同位体比に …

古代人の食べ物の推定には様々な方法がありますが、同位体分析を用いると、一人一人の食べた物を調べることができます。ヒトの食物となる動植物は、光合成回路の違いや栄養段階の違いから、異なる炭素同位体比と窒素同位体比を有するいく …

わが国では、年間約8万人を超える行方不明者がいらっしゃいます。その多くは無事に発見されますが、不幸にも亡くなる方もいらっしゃいます。特に、身元を明らかにする所持品を残さず亡くなる方の身元を明らかにするのは非常に難しいこと …

極地や高山に分布する氷河は、過去数百から数万年にわたって毎年雪が積もり重なって形成されたものです。氷河の中に保存された雪の年輪を掘削して得た円柱状の氷の試料を、アイスコアといいます。アイスコアの氷の構成する水の安定同位体 …

海水のネオジム同位体比は、海域ごとに特徴的な値を持っているため、海水のネオジム同位体比を分析することで、海水の移流や海水の混合を化学的に捉えることができます。現在の海洋であれば、ネオジム同位体比を用いなくても、物理観測や …

安定同位体比は、多様な自然の中の物質の動きを研究するのに適した便利なツールです。しかし大きな自然は目に見えない小さな物質が多数集まった複雑な混合物でもあるので、そのまま測定するのではなく、あらかじめ個々の物質に分けてから …

海水中の微量な金属の中には、海洋に生息する植物プランクトンに必須もしくは毒性を示すものがあります。この微量金属は、岩石の風化・浸食および人間活動による放出によって大陸から海洋へ運ばれ、海水中で粒子となって、海底堆積物へと …

総合地球環境学研究所の研究員がフィリピンのお土産で、はちみつを購入。 しかし、冬になっても固まらないことに疑問を感じ、同所の同位体分析装置で調べたところ、そのはちみつは、ほぼサトウキビでできていたことが判明。

総合地球環境学研究所の教授が祝賀会で、本人生まれ年のワインをプレゼントされた。本当かどうか知りたい教授は、実際にワインの年代を調べたところ、本当に生まれ年のワインであることが判明。

髪の毛の同位体を調べることで、その人の食生活を知ることができる。総合地球環境学研究所で行われた研究により、過去～現在の日本人の食生活の変遷、および外国との違いをみることができる。

愛媛県西条市の西条平野では、地下水の塩水化が問題となっていました。水質を広域的に調べるために、西条市と総合地球環境学研究所によるプロジェクト「千の水をとって」が発足し、市民の協力で３か月で約1000地点の地下水を採取し、 …

山梨県忍野村では、地下水保全のために、忍野村役場、村の住民の方々、総合地球環境学研究所の研究者とともに、村内の地下水がどこからきたか（涵養標高）、地下水がどのように流れているか（流動、水みち、水脈）を調べています。 山梨 …

福井県大野市は地下水が豊富で、古くから城下町として水の管理が仕組化されてきた地域です。 現在も、家庭の80％が井戸水を利用しています。 市では、地域おこしや中長期的な水政策の中で、科学的な調査を進めており、井戸水と河川の …

兵庫県西部に位置する千種川流域では、地元住民の手による「千種川一斉水温調査」が2002 年から毎年続けられています。調査を継続していくことで、 「支流ごとの水温分布」「瀬と淵の重要性」「湧水の存在」など、様々な発見が蓄積 …

リンは、生き物に欠かせない栄養元素のひとつです。しかし、人間活動によってリンが大量に河川に流出すると、富栄養化や赤潮、アオコの原因になることがあります。富栄養化や水質悪化などの問題を解決するためには、河川へのリン起源を特 …

総合地球環境学研究所　栄養循環プロジェクト（2013年～2020年） フィリピンのラグナ湖のシラン・サンタローザ流域は、急速な経済成長と人口増加が起こっており、経済開発によって下流域の河川環境の悪化と生物多様性の低下が深 …

神奈川県では、水源環境を保全・再生する取り組みとして、森林管理事業を行い、その水循環への効果を調べるために、数haの試験流域で水文モニタリング調査を長期的に行っていました。 研究成果を県民の皆様に説明するには、数haの試 …

「理科」的にいうと、 同位体とは、陽子の数が同じで、中性子の数が異なっている原子どうしのこと ©あるがゆう

山に降った雨水は、地下水になって私たちが飲む水にもなりますが、 同位体を使うと、その地下水が、山のどの標高に降った雨かわかります。 ©あるがゆう

金属にも同位体があって、岩石ができた年代などがわかります。

水が地球上を循環するとき、色々な元素が水に溶け込み、水の特徴が生まれます。

自然のものをいきなり分析装置で測ることはできません。試料の前処理から測定まで、重元素同位体測定の「いろは」をご紹介します。

同位体や水質組成など複数のトレーサーを活用すること（マルチトレーサー法）により、地下水の流れを詳細に把握することができます。

同位体比の分布地図を作ると、場所による同位体比の違いがわかります。

同位体のもつ追跡能力を使うと、汚染源が特定できたり、作物の産地判別ができたりします。