Generation of CO2 fluid and mantle carbonation in subduction zones

• Project/Area Number: 22H04932
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section B
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岡本 敦 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (40422092)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平内 健一 静岡大学, 理学部, 准教授 (10633290) ; 武藤 潤 東北大学, 理学研究科, 教授 (40545787) ; Madhusoodhan SatishKumar (M Satish‐Kumar) 新潟大学, 自然科学系, 教授 (50313929) ; 宇野 正起 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (50748150) ; 渡邉 則昭 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (60466539)
• Project Period (FY): 2022-04-27 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥198,510,000 (Direct Cost: ¥152,700,000、Indirect Cost: ¥45,810,000); Fiscal Year 2024: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000); Fiscal Year 2023: ¥50,570,000 (Direct Cost: ¥38,900,000、Indirect Cost: ¥11,670,000); Fiscal Year 2022: ¥96,330,000 (Direct Cost: ¥74,100,000、Indirect Cost: ¥22,230,000)
• Keywords: マントル / 炭酸塩化 / 沈み込み帯 / CO2流体 / 反応誘起破壊 / 炭酸塩 / 交代作用 / CO2固定 / 岩石ー流体相互作用 / 地震活動

Outline of Research at the Start

地球表層の炭素は，プレートの沈み込みによって地球内部へ持ち込まれる。マントル岩石は表層のCO2を固定することが知られてきたが，深部マントルとCO2流体の反応はよくわかっていない。本研究では，沈み込み帯のマントル岩体の炭酸塩化の実態を調査するとともに，浅部と深部に対応する条件でマントル岩石の炭酸塩化実験を行う。岩石―流体平衡の溶液化学を軸に，岩石の破壊と元素移動を伴うマントルへのCO2固定のメカニズムを明らかにする。その上で，沈み込み帯での炭素の循環機構を検討し，地球内部のCHO流体とプレート境界の地震活動をつなぐ現象モデルを提案したい。