Radiocarbon concentration of drip water in cave

Speleothem 14C has recently emerged as a potentially powerful proxy for hydrology changes in comparison with atmospheric 14C calibration curve. Some possible causes for the relationship between speleothem 14C (or DCF: Dead Carbon Fraction) and karst hydrology have been proposed, such as changes in temperature, precipitation, and drip water flow dynamics. Minami et al. (2015) investigated 14C of drip water in Ryugashi Cave, Shizuoka Prefecture, central Japan, and reported that different DCF of drip water were exhibited at different sites, which had different temperature, air pCO2, and flow paths, and that the DCF in drip waters with conduit dominated flow paths could reflect rainfall amount around the cave. Accordingly, it is important to know DCF feature of drip water in advance on use of speleothem DCF as a terrestrial proxy for paleoenvironment and paleoclimate. Here, some DCF data of speleothems from Bahama, Hullu Cave, and Heshang Cave, and drip waters from Ryugashi Cave, Outaki Cave, and Gyokusen Cave, are compiled to understand the relationship between speleothem DCF and karst hydrology.
近年、石筍の14Cは、年代測定のツールとしてよりも、大気の14C較正曲線(IntCal14C曲線)と比較することにより、過去の水循環を知るための有効なプロキシとして注目を浴びている。石筍中の14Cは、石灰岩母岩に由来する14C-free(dead)炭素の混入によって希釈されており、この14C-free炭素の寄与率(DCF：Dead Carbon Fraction)は、気温の変化、降水量、滴下水の水系、洞内の換気状態、土壌大気のpCO2などの影響を受けて変化する。Minami et al.(2015)は、静岡県の竜ヶ岩洞の滴下水の14Cを測定し、滴下地点によって、滴下速度、Mg/Ca比、14C濃度が異なること、竜ヶ岩洞の滴下水は、水の通り道があり、降雨に反応する性質をもっていること、滴下水中の14Cは降水量と相関しており、降水量が多いと、滴下水中の14Cが高く(DCFが小さく)なる傾向があることを明らかにした。Bahama 石筍、Hulu Cave 石筍、Heshang Cave石筍の結果 も踏まえ、滴下水のDCFが小さい場合は、気候変動によってDCFがあまり 変動しないため、DCFが一定と して石筍の14C年代測定が可能であると予想できる。一方、DCFが大きい場合は、 気候変動(降水量)の影響を受けてDCFの値が変化するため、 正しい年代測定が難し い一方、IntCal14C曲線と比較することにより、古環境・古気候変動の情報を得るための有効な手段になると考えられる。
名古屋大学宇宙地球環境研究所年代測定研究部シンポジウム報告