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核マントル熱進化解明を目指した巨大斜長石単結晶による古地磁気強度復元

Research Project

Project/Area Number 22K14124
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

吉村 由多加  九州大学, 比較社会文化研究院, 学術研究員 (90911496)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords中央インド洋海嶺 / 古地磁気強度 / 古地磁気強度年代推定 / 鉱物単結晶 / 斜長石単結晶 / 地磁気逆転頻度 / 核・マントル境界 / 絶対古地磁気強度
Outline of Research at the Start

地磁気の逆転頻度は核マントル境界の熱流量変動を反映しているため地球内部の熱進化のトレーサーとなる。一方、1.6億年以前の逆転頻度は分かっていない。古地磁気強度と逆転頻度が相関すれば、逆転頻度が不明な時代の核マントル境界の熱流量変動を古地磁気強度から追跡できる。先行研究では古地磁気強度と逆転頻度の逆相関が示された。しかし、先行研究の測定溶岩枚数は少ないために古地磁気強度の時間平均が不完全で、その逆相関は偽の相関である可能性がある。そこで本研究では、逆転頻度が大きく異なる2つの時代の溶岩中の巨大な斜長石を用いて高精度かつ大量に古地磁気強度を測定することで、古地磁気強度と逆転頻度の真の関係を探る。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、中央インド洋海嶺の玄武岩に記録された古地磁気強度を測定する実験を行った。この玄武岩は、中央海嶺の拡大軸上に存在する円錐形小火山の複数のサイトで「しんかい6500」によって採取されたものである。追加実験によって、一般的に必要とされる1サイトにつき3個以上の古地磁気強度が得られたため、サイトごとに平均値を求めた。2サイトの平均古地磁気強度は近い強度を示したため、その強度の差と最近の地磁気強度変化率に基づき、これらの玄武岩はほぼ同時か数百年の間隔をあけて噴出したと解釈した。さらに、それらのサイト平均値と最近の地磁気モデル・数千年から数万年の古地磁気モデルとを比較することにより、拡大軸上の円錐形小火山が紀元前7575年から紀元前1675年、あるいは紀元前25年から紀元1590年に噴出した可能性があると結論づけた。この成果は国際誌Earth, Planets and Spaceから出版された(Yoshimura & Fujii, 2024, doi: 10.1186/s40623-024-01963-3)。

また、2023年9月上旬に伊豆大島において野外調査を実施した。この調査では、巨大な斜長石が含まれる1986年に噴出した溶岩流Aの観察、および小さい斜長石を含む溶岩流Bの採取を試みた。溶岩流Aの転石に1cm未満の斜長石が含まれることを確認した。また、溶岩流Bからは5個の試料を採取した。今後はこれらの試料の古地磁気強度測定を全岩・斜長石単結晶の両方によって行い、1986年当時の地磁気強度記録の確度を調べる。また、溶岩流Aについては特別保護地区の内部に位置するため、東京都環境局に岩石採取の申請・届出を行い、今後の調査で採取を行う予定である。

さらに、巨大な斜長石を含む応神ライズとエチオピア洪水玄武岩の玄武岩試料から斜長石単結晶を分離する作業を行い、今後行う予定である鉱物単結晶古地磁気強度測定の準備を行った。今後、これらの試料の岩石磁気の特性を調べる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

日本において液体ヘリウムの入手困難な状況が続いている。それに伴い、九州大学に設置されている超伝導量子干渉磁力計(SQUID磁力計)が運用を停止していたことにより、当初行う予定であった巨大斜長石単結晶を用いた古地磁気強度測定が実施できていないため。

Strategy for Future Research Activity

本年度の末になり、液体ヘリウムの入手困難な状況が次第に改善されつつある。そこで、SQUID磁力計の運用が再開され次第、巨大斜長石単結晶を用いた古地磁気強度測定を開始する予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] 韓国地質資源研究院(KIGAM)(韓国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of KwaZulu-Natal(南アフリカ)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Geomagnetic paleointensity dating of mid-ocean ridge basalts from the neo-volcanic zone of the Central Indian Ridge2024

    • Author(s)
      Yoshimura Yutaka、Fujii Masakazu
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 76 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-024-01963-3

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Edge-driven convection melting before the emplacement of the Afar mantle plume head inferred from 40Ar/39Ar dating2023

    • Author(s)
      Yoshimura Yutaka、Ishizuka Osamu、Yamazaki Toshitsugu、Ahn Hyeon‐Seon、Kidane Tesfaye、Yamamoto Yuhji、Sekimoto Shun、Sano Takashi、Otofuji Yo‐ichiro
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Issue: 8

    • DOI

      10.1029/2022gl102560

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Paleomagnetic intensity dating for submarine volcanoes: examples from the Central Indian Ridge2024

    • Author(s)
      Yutaka Yoshimura, Masakazu Fujii
    • Organizer
      Submarine caldera volcanoes: The cutting edge of our understanding achieved by various approaches
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 中央インド洋海嶺玄武岩から推定された絶対古地磁気強度と年代測定への示唆2023

    • Author(s)
      吉村由多加、藤井昌和
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 中央インド洋海嶺玄武岩を用いた絶対古地磁気強度の推定2022

    • Author(s)
      吉村由多加、藤井昌和
    • Organizer
      第152回地球電磁気・地球惑星圏学会:総会・講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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