琉球大学 研究推進機構University of the Ryukyus, Organization for Research Promotion

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戦略プロジェクト研究(平成28年度)

琉球島嶼の水循環と琉球石灰岩に関連した学際的研究

  Multidisciplinary research on the water cycle and limestones in the Ryukyu Islands

研究概要

 本プロジェクトは,琉球弧に広く分布し沖縄県民の生活・文化面でも重要な存在である「琉球石灰岩」と,この石灰岩地帯における「水循環」をキーワードとして,学内の人文および自然科学系の教員が連携して,学際的な研究を推進することを目的としています.

 具体的には,琉球石灰岩の形成過程・環境・条件の解析,琉球石灰岩地帯での生物地球化学的および水文地形学的な水循環の解明,石灰岩形成後の風化や浸食プロセスと土壌形成の解明,石灰岩地域での水・土地利用や人間活動の影響評価,石灰岩地域の鐘乳石等を用いた琉球島嶼の地球環境変動の解明などを目指します.

     The project aims to conduct multidisciplinary research on the ‘water cycle’ and limestone (especially ‘Ryukyu Limestone’)-related science in the Ryukyu Islands; these are important keywords for the life and culture in the Ryukyus as well as scientific aspects.

     We focus on 1) the formation processes of the Ryukyu Limestone, 2) biogeochemical and hydrogeographical water cycle of the Ryukyu Limestone area, 3) modification processes of limestone (weathering, dissolution, and soil formation), 4) water/land use and management and the effect of human activity, and 5) paleoclimatic and paleoceanographic history of the Ryukyus based on geochemistry of carbonate archives (coral skeleton and speleothem).

研究課題(サブテーマ)

 

(1)琉球石灰岩の形成過程の地球科学的研究(図1)

Earth sciences for the formation of Ryukyu Limestone (Fig. 1)

 

(2)琉球石灰岩地帯の水文地質学および古環境学的研究

  (図2および3)

Hydrogeological and paleoenvironmental studies of Ryukyu Limestone area (Figs. 2 and 3)

 

(3)琉球石灰岩地帯の土壌と地形特性・風化の把握

  (図4–6)

Soil science, geomorphology, and weathering of Ryukyu Limestone (Figs. 4–6)

 

(4)水需要構造と土地利用計画(図7)

Water demand forecasting and land-use planning on Limestone area (Fig. 7)

研究総括責任者

 理学部

  山崎秀雄 教授

  (Hideo Yamasaki)

  → 研究室HP

 

プロジェクトメンバー

 理学部 Faculty of Science

  新城竜一 教授

  (Ryuichi Shinjo)

  研究室HP

  植村 立 准教授

  (Ryu Uemura)

  研究室HP

  浅海竜司 准教授

  (Ryuji Asami)

  研究室HP

 教育学部 Faculty of Education

  馬場壮太郎 教授

  (Sotaro Baba)

  研究者HP

 農学部 Faculty of Agriculture

  金城和俊 准教授

  (Kazutoshi Kinjo)

  研究室HP

 工学部 Faculty of Engineering

  松原 仁 准教授

  (Hitoshi Matsubara)

  研究室HP

  小野尋子 准教授

  (Hiroko Ono)

  研究室HP

 法文学部 Faculty of Law and Letters

  廣瀬 孝 准教授

  (Takashi Hirose)

  研究者HP

実施責任者

 理学部

  新城竜一 教授

  (Ryuichi Shinjo)

  → 研究室HP

 

 

 

  藤田和彦 教授

  (Kazuhiko Fujita)

  → 研究室HP

  土岐知弘 准教授

  (Tomohiro Toki)

  → 研究室HP

 

 

 

 

  尾方隆幸 准教授

  (Takayuki Ogata)

  → 研究室HP

 

  安元 純 助教

  (Jun Yasumoto)

  → 研究室HP

 

  神谷大介 准教授

  (Daisuke Kamiya)

  → 研究室HP

図1.宮古島の南海岸の海食崖に沿って露出する琉球石灰岩.水平な層理面が発達している.数カ所で断層によって切られており,石灰岩形成後の地殻変動を物語る.

(撮影:新城竜一)

Fig. 1. Outcrop of the Ryukyu limestone along the southern coast of Miyako Island. Horizontal bedding is well developed, which is cut by faults at several places. This implies crustal movement after the formation of Ryukyu Limestone.

(Photo by R. Shinjo)

図2.島嶼における水循環.そこには様々な要素がふくまれる.

(作図:安元 純)

Fig 2.  Schematic view for water cycle at island environment, in which diverse factors are involved.

(created by J. Yasumoto)

図3.沖縄県南大東島の鍾乳洞調査の様子.鐘乳石の微量元素や安定同位体比等の化学成分を解析することで過去の環境変動を復元することができる.

(撮影:植村 立)

Fig. 3.  Survey in imestone cave at Minami-Daito Island. Analyses of trace element and stable isotopic composition of speleothem reveal paleoclimatic and paleoceanographic history of the Ryukyu islands.

(Photo by R. Uemura)

図4.石灰岩の微生物風化.岩盤表面に付着した微生物が岩を穿孔していく様子を数理モデル化し,シミュレーションした例.

(作図:松原 仁)

Fig. 4. Example of the microbial weathering simulation for limestone.

 (created by H. Matsubara)

図5.琉球石灰岩に伴われる土壌.島尻マージ(暗赤色土)とよばれ,農耕地として広く利用されている.この土壌の生成メカニズムには不明な点が多い.

(撮影:金城和俊)

Fig. 5.  Reddish soil, called ‘Shimajiri-maji’, on the Ryukyu limestone. The soil has been widely used for agriculture in Okinawa island. The formation processes of the soil is poorly known.

(Photo by K. Kinjo)

図6.沖縄島北部,本部半島の円錐カルストとコックピットドリーネ.中生界トリアス系の層状石灰岩が物理的・化学的に風化することによって,やや凹凸の大きいカルスト地形が形成されている.

(撮影:尾方隆幸)

Fig. 6.  Cone hills and cockpit doline at Motobu Peninsula, northern Okinawa island. This karst landscape has been formed by physical and chemical weathering of Triassic limestone under subtropical climate.

(Photo by T. Ogata)

図7.宜野湾市の琉球石灰岩台地における地下水涵養量と土地利用.

(作図:小野尋子)

Fig. 7. Diagram of groundwater recharge estimation and land use at the Ryukyu Limestone terrace, Ginowan City, Okinawa island.

(created by H. Ono)

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