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MOWALL-II: Does mantle heterogeneity control the temporal fluctuation of oceanic crust formation?

Research Project

Project/Area Number 23K22590
Project/Area Number (Other) 22H01319 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

沖野 郷子  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (30313191)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小原 泰彦  名古屋大学, 環境学研究科, 客員教授 (10470121)
町田 嗣樹  千葉工業大学, 次世代海洋資源研究センター, 上席研究員 (40444062)
中村 謙太郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40512083)
森下 知晃  金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (80334746)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords海洋リソスフィア / 海洋地殻 / 中央海嶺プロセス / マントル不均質 / 背弧拡大 / 中央海嶺 / 背弧海盆
Outline of Research at the Start

中央海嶺や背弧拡大系は,新しく海底が生まれるプレート境界である.これらの場所で精算される海洋地殻の構造や組成が多様であること,すなわち空間的に多様であることはよく知られているが,時間変動については近年研究がはじまったところである.特に,どのようなタイムスケールでどの程度変動するのか(時間変動の実態),また変動はなぜ起こるのか(時間変動の原因)は未解明であり,プレートテクトニクスと地球の発達史を考える上で重要である.本研究では,主にインド洋の海嶺で,長大なトランスフォーム断層に沿った系統的な物理探査と岩石試料の分析を行い,数百万年スケールの時間変動の実態と要因を明らかにする.

Outline of Annual Research Achievements

今年度は,1)MOWALL-backarcとして背弧海盆最初期の海洋リソスフィアの観測研究,2)次年度以降に予定されているMOWALL-CIRのための既存試料の分析,3) 岩石試料分析手法の確立,を実施した.
1) MOWALL-backarc: 四国海盆西部の海洋コアコンプレックス群について、「しんかい6500」の潜航による地質観察と岩石採取および地球物理マッピング航海を実施した。四国海盆西部の3個の海洋コアコンプレックスからマントルかんらん岩を採取することができ、四国海盆西部がメルトに欠乏したテクトニクスにより形成されたという証拠を得たと共に、四国海盆拡大史の精密化に資する地球物理データの取得を行った。
2) MOWALL-CIR: これまで採取され,データが報告された中央海嶺由来の深海性かんらん岩を精査し,特に単斜輝石の微量元素組成に着目して統計学的手法を用いて解析を行った.天然試料の科学的特徴と始原的海嶺下マントルからの中央海嶺下溶融過程で想定されるモデルを構築し比較した.既存の地球物理データの解析を進め,地殻の厚さの時間変動を明らかにし,学会発表を行った.
3) 岩石試料分析手法の確立:Sr, Nd, およびPbの濃度が玄武岩の1/100程度と極めて少ない溶け残りマントルかんらん岩について、同位体の分析を行うために、質量分析装置に搭載されている微量測定用の高感度アンプを用いた分析ルーチンの立ち上げを行った。分析前処理は、昨年度に確立した3元素の一連段階抽出法をそのまま適用可能であることを確認した。また、高感度アンプを用いて、かんらん岩の地質標準試料であるJP-1の分析を行い、Sr, Nd, およびPbいずれにおいても、同位体比を適切な確度で求め、公表値を再現することができた。以上によって、航海を実施し試料を採取することができれば、直ちに分析を開始することができる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

背弧海盆研究については,予定委通り航海が実施できた,インド洋航海については,提案は採択され次年度以降に実施となったため,既存試料・データの解析に取り組んだ.

Strategy for Future Research Activity

主たる観測ターゲットであるインド洋調査航海に向けて,沿岸国であるモーリシャスとの交渉・許可申請などを始める必要がある.また,実りある航海にするために,来年度には大規模な研究集会を開催し,観測計画の立案を行う予定である.

Report

(1 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 8 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Enhanced and Asymmetric Melting Beneath the Southern Mariana Back‐Arc Spreading Center Under the Influence of Pacific Plate Subduction2022

    • Author(s)
      Matsuno Tetsuo、Seama Nobukazu、Shindo Haruka P.、Nogi Yoshifumi、Okino Kyoko
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 127 Issue: 3

    • DOI

      10.1029/2021jb022374

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lithological structure of western Pacific lithosphere reconstructed from mantle xenoliths in a petit-spot volcano2022

    • Author(s)
      Mikuni Kazuto、Hirano Naoto、Akizawa Norikatsu、Yamamoto Junji、Machida Shiki、Tamura Akihiro、Hagiwara Yuuki、Morishita Tomoaki
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 62-62

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00518-y

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Unradiogenic lead isotopic signatures of the source mantle beneath the southernmost segment of the Central Indian Ridge2022

    • Author(s)
      Sato Hiroshi、Machida Shiki、Ashida Kana、Senda Ryoko、Nakamura Kentaro、Yoneda Shigekazu
    • Journal Title

      Lithos

      Volume: 424-425 Pages: 106774-106774

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2022.106774

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The mantle structure below petit-spot volcanoes2022

    • Author(s)
      Hirano Naoto、Machida Shiki
    • Journal Title

      Communications Earth & Environment

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 110-110

    • DOI

      10.1038/s43247-022-00438-1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Compositional Data Analysis (CoDA) of Clinopyroxene From Abyssal Peridotites2022

    • Author(s)
      Nishio I.、Itano K.、Waterton P.、Tamura A.、Szilas K.、Morishita T.
    • Journal Title

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      Volume: 23 Issue: 8

    • DOI

      10.1029/2022gc010472

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Deformation beneath Gakkel Ridge, Arctic Ocean: From mantle flow to mantle shear in a sparsely magmatic spreading zone2022

    • Author(s)
      Harigane Yumiko、Michibayashi Katsuyoshi、Morishita Tomoaki、Tamura Akihiro、Hashimoto Satoshi、Snow Jonathan E.
    • Journal Title

      Tectonophysics

      Volume: 822 Pages: 229186-229186

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2021.229186

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Zinc isotopic evidence for recycled carbonate in the deep mantle2022

    • Author(s)
      Zhang Xiao-Yu、Chen Li-Hui、Wang Xiao-Jun、Hanyu Takeshi、Hofmann Albrecht W.、Komiya Tsuyoshi、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro、Zeng Gang、Gou Wen-Xian、Li Wei-Qiang
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 6085-6085

    • DOI

      10.1038/s41467-022-33789-6

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Origin and Age of Magmatism in the Northern Philippine Sea Basins2022

    • Author(s)
      Ishizuka Osamu、Tani Kenichiro、Taylor Rex N.、Umino Susumu、Sakamoto Izumi、Yokoyama Yuka、Shimoda Gen、Harigane Yumiko、Ohara Yasuhiko、Conway Chris E.、Perez Americus、Sekimoto Shun
    • Journal Title

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      Volume: 23 Issue: 4

    • DOI

      10.1029/2021gc010242

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Peridotites with back-arc basin affinity exposed at the southwestern tip of the Mariana forearc2022

    • Author(s)
      Oya Shoma、Michibayashi Katsuyoshi、Ohara Yasuhiko、Martinez Fernando、Kourim Fatma、Lee Hao-Yang、Nimura Kohei
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00476-5

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] YK21-06S, YK22-18S: 四国海盆南海道メガムリオン群の潜航調査報告2023

    • Author(s)
      小原泰彦,沖野郷子,秋澤紀克ほか
    • Organizer
      海と地球のシンポ2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Knpovich Ridge Cruise in 2000(K2K) and beyond: Seafloor accretionary style at Ultraslow Spreading Ridge2023

    • Author(s)
      K. Okino
    • Organizer
      ECORD/ICDP MagellanPlus Workshop: MAREXKUS workshop Mantle Remelting and hydrothermal chemical Exchange at Knipovich Ultraslow spreading ridge
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マドメガムリオン海洋コアコンプレックスの地球物理探査:背弧拡大の終焉を考える2022

    • Author(s)
      沖野郷子,小原泰彦,谷健一郎,石塚治,藤井昌和
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Marie Celeste断裂帯が記録する中央インド洋海嶺における海洋地殻生成の時間変動2022

    • Author(s)
      森口堯明,沖野郷子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 超苦鉄質―苦鉄質岩に着目した物質科学的アプローチによる海洋プレート及び島弧下マントルの形成・進化プロセスの研究2022

    • Author(s)
      森下知晃
    • Organizer
      日本鉱物科学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] プチスポット火山による海洋地殻に対する熱水変質の影響2022

    • Author(s)
      浅見慶志朗、町田嗣樹、平野直人、小木曽哲、中村謙太郎,加藤泰浩
    • Organizer
      日本地球化学会第69回年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The role of ocean drilling in backarc systems,2022

    • Author(s)
      Ohara, Y.
    • Organizer
      ECORD/ICDP MagellanPlus Workshop: Investigating the Oceanic Life Cycle of Tectonic Plates with Mission-Specific Scientific Drilling
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] IODP drilling at the Godzilla Megamullion under the 2050 Science Framework2022

    • Author(s)
      Ohara, Y., K. Michibayashi, H.J.B. Dick, J.E. Snow, Y. Harigane, and A. Sanfilippo
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] MOWALL

    • URL

      http://ofgs.aori.u-tokyo.ac.jp/tilde/okino/mowall/

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-08-08  

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