Journal Article Inconsistent relationships between major ions and water stable isotopes in Antarctic snow under different accumulation environments

10 ( 1 )  , pp.1 - 10 , 2016-03
Major ions, stable oxygen isotopes (δ18O), and accumulation rates are analyzed using high temporal resolution data from shallow ice cores and snow pits from East and West Antarctica. Seasonal cycles of major ions and δ18O are well preserved at sites with an accumulation rate threshold of >100 kg m−2 a−1 and calm wind conditions. The seasonal cycle is unclear at sites with high wind speeds, even if the accumulation rate is greater than the threshold. To eliminate the influences of different source regions on major ion and δ18O signals in ice cores, we calculate correlation coefficients between annually averaged major ion concentrations and δ18O, and then compare these with accumulation rates and other geographical variables such as latitude, elevation, and distance from the coast. We find that accumulation rates are highly correlated with elevation and the 10-m snow temperature, and that major ions and δ18O are negatively correlated at low accumulation sites in inland Antarctica. Negative correlations could reflect inconsistent accumulation due to a large inter-annual variability in the accumulation rate. The results show that the relationships between major ions and δ18O may not reflect climatic signatures, and could be a result of the unique characteristics of this arid environment.
東、西南極の高時間分解能の浅層コア、積雪ピットの主要イオン濃度、酸素同位体比(δ18O)、涵養量の解析を行った。主要イオン濃度とδ18Oの季節変動は涵養量が100 kg m−2 a−1以上で風が穏やかな環境でアイスコアに保存されるが、涵養量が十分でも強風域では季節変動は保存されない。アイスコアの主要イオン、δ18Oシグナルの異なる起源の影響を取り除くため、年平均の主要イオン、δ18Oの変動の相関係数を調べ、アイスコア採取地の涵養量や緯度、標高、海岸からの距離といった地形的要因と比較した。涵養量は標高、10 m深の雪温と強い相関関係にあり、低涵養の南極内陸において主要イオンとδ18Oが負の相関であることがわかった。この負の相関は、年々の涵養量が大きな変動を持っていることが影響している。この結果は、乾燥した環境の特徴的なもので、アイスコアの主要イオンとδ18Oの関係は、気候特徴を反映していないと考えられる。

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