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チベット高原の火山熱水活動の地球化学的研究

Research Project

Project/Area Number 21F20025
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

白井 厚太朗  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70463908)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ZHANG MAOLIANG  東京大学, 大気海洋研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsヘリウム同位体 / 火山 / 地震 / チベット高原 / ヘリウム同位体比 / 安定同位体 / 火山ガス
Outline of Research at the Start

チベット高原はインド亜大陸とユーラシア大陸の衝突が起こる場所にあり、高原の東縁は南西方面に拡大しつつあり、第四紀の火山や地熱活動が認められる。本研究の目的は火山ガス、温泉水や地下水を採取して、それらに含まれるヘリウム、アルゴン、炭素、窒素などの揮発性元素の同位体組成に基づき、チベット高原の南西方向への拡大メカニズムを地球化学的に明らかにすることである。温室効果ガスとして重要な二酸化炭素のこの地域での全放出量を計測して、人為活動によらない炭素のグローバルな深部循環に関する知見を得る。

Outline of Annual Research Achievements

チベット高原はインド亜大陸とユーラシア大陸の衝突が起こる場所にあり、第四紀の火山や地熱活動が認められる。またチベット高原の東縁は南西方面に拡大しつつある。本研究の目的は火山ガス、温泉水や地下水を採取して、それらに含まれるヘリウム、アルゴン、炭素、窒素などの揮発性元素の同位体組成に基づき、チベット高原の南西方向への拡大メカニズムを地球化学的に明らかにすることである。特にヘリウムの同位体はマントルに由来する深部起源の物質を検出するのに有効であり、マントルにまで到達する大規模断層の存在や火山活動の有無を知ることができる。
チベット高原の広い範囲で火山ガスや地下水を採取し、ヘリウムや炭素などの同位体を分析した。その結果をもとにチベット高原の拡大メカニズムや地下深部物質のフラックスについて考察し共著論文として発表した。ヘリウム同位体が異常を示す分布を調べると、大規模断層や第四紀の火山を通してマントル起源物質が上がってきていることが明らかになった。そのヘリウムが異常を示す場所は地殻歪みを生じている場所とよく一致し、チベット高原の地下にあるマントルの動きによってチベット高原が拡大していることが推定された。
また,日本における大規模地震や大規模火山活動の調査を行なった。火山については日本を代表するカルデラ火山である阿蘇山をはじめ、雲仙や御嶽山、立山などで火山ガスや温泉水を採取し、そのヘリウムや炭素などの同位体を分析した.大規模地震を起こすとされる南海トラフと日本海溝を対象とし、過去に採取された海底コアを入手して、そのヘリウム同位体を分析した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Older magma at Aso caldera than at Unzen stratovolcano in south west Japan as recorded through helium isotopes2023

    • Author(s)
      Y. Sano, T. Kagoshima, M. Zhang, N. Takahata, T. Onoue, T. Shibata, Y. Nishio, A.-T. Chen, H. Lee, T.P. Fischer, D. Zhao
    • Journal Title

      Communications Earth & Environment

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1038/s43247-022-00649-6

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Carbon mobilization in response to the 2021 Mw 7.4 Maduo earthquake: Constraints from carbon isotope systematics of subsurface fluids2023

    • Author(s)
      Liu Yi、Liu Wei、Zhou Xiaocheng、Zhong Jun、Zhang Maoliang、Xu Sheng
    • Journal Title

      Frontiers in Earth Science

      Volume: 10

    • DOI

      10.3389/feart.2022.1091052

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First estimates of hydrothermal helium fluxes in continental collision settings: Insights from the Southeast Tibetan Plateau margin2022

    • Author(s)
      M. Zhang, W. Liu, L. Guan, N. Takahata, Y. Sano, Y. Li, X. Zhou, Z. Chen, C. Cao, L. Zhang, Y.-C. Lang, C.-Q. Liu, S. Xu
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 49 Issue: 11

    • DOI

      10.1029/2022gl098228

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fluid geochemistry and geothermal anomaly along the Yushu-Ganzi-Xianshuihe fault system, eastern Tibetan Plateau: Implications for regional seismic activity2022

    • Author(s)
      Liu Wei、Guan Lufeng、Liu Yi、Xie Xiangang、Zhang Maoliang、Chen Biying、Xu Sheng、Sano Yuji
    • Journal Title

      Journal of Hydrology

      Volume: 607 Pages: 127554-127554

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2022.127554

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Degassing of deep-sourced CO2 from Xianshuihe-Anninghe fault zones in the eastern Tibetan Plateau2021

    • Author(s)
      Xu Sheng、Guan Lufeng、Zhang Maoliang、Zhong Jun、Liu Wei、Xie Xian’gang、Liu Congqiang、Takahata Naoto、Sano Yuji
    • Journal Title

      Science China Earth Sciences

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 139-155

    • DOI

      10.1007/s11430-021-9810-x

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Metamorphic CO2 emissions from the southern Yadong-Gulu rift, Tibetan Plateau: Insights into deep carbon cycle in the India-Asia continental collision zone2021

    • Author(s)
      Zhang Maoliang、Zhang Lihong、Zhao Wenbin、Guo Zhengfu、Xu Sheng、Sano Yuji、Lang Yun-Chao、Liu Cong-Qiang、Li Ying
    • Journal Title

      Chemical Geology

      Volume: 584 Pages: 120534-120534

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2021.120534

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Deciphering a mantle degassing transect related with India-Asia continental convergence from the perspective of volatile origin and outgassing2021

    • Author(s)
      Zhang Maoliang、Xu Sheng、Zhou Xiaocheng、Caracausi Antonio、Sano Yuji、Guo Zhengfu、Zheng Guodong、Lang Yun-Chao、Liu Cong-Qiang
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 310 Pages: 61-78

    • DOI

      10.1016/j.gca.2021.07.010

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Linking deeply-sourced volatile emissions to plateau growth dynamics in southeastern Tibetan Plateau2021

    • Author(s)
      Zhang Maoliang、Guo Zhengfu、Xu Sheng、Barry Peter H.、Sano Yuji、Zhang Lihong、Halld?rsson S?mundur A.、Chen Ai-Ti、Cheng Zhihui、Liu Cong-Qiang、Li Si-Liang、Lang Yun-Chao、Zheng Guodong、Li Zhongping、Li Liwu、Li Ying
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 4157-4157

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24415-y

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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