| Project/Area Number |
23K25963
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| Project/Area Number (Other) |
23H01267 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | Hiroshima University (2024)
The University of Tokyo (2023) |
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Principal Investigator |
秋澤 紀克 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (40750013)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 岳史 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10251612)
三宅 亮 京都大学, 理学研究科, 教授 (10324609)
小木曽 哲 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (60359172)
森重 学 東京大学, 地震研究所, 助教 (70746544)
浅沼 尚 京都大学, 人間・環境学研究科, 講師 (90852525)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
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| Keywords | 小スケール対流 / カンラン岩 / マントル / 拡散モデル / ザクロ石 / 小スケールマントル対流 / 海洋島 / プチスポット / 海洋リソスフェア / マントルーマグマ相互反応 / 元素拡散 / 物理モデル / ナノスケール解析 |
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| Outline of Research at the Start |
カンラン岩は、海洋火山の溶岩中に捕獲岩として数cmから数10 cmの大きさで頻繁に含まれており、海洋域において空間的に広く採取することが可能である。そこで、カンラン岩捕獲岩を空間的に広く用いて（若い＝100万年／小スケール対流が開始すると考えられている辺り＝7千-1億年／古い＝1億千万年）小スケール対流の存否を明らかにし、開始時期を検討する。また、冷却する海洋リソスフェア下でのマントル流動を模した物理モデルを構築して物理学的なフィードバックも行う。「物質的アプローチ」と「物理学的アプローチ」を相補的に用いることで、いつ・どのような条件で小スケール対流が開始するかに明らかにすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度までに実施したクック諸島アイツタキ島産のカンラン岩捕獲岩研究から、海洋マントルで起こっている小スケールマントル対流を世界で初めて物質研究から検出することに成功した（Akizawa et al., 2024 PEPS）。本研究で扱ったAI70というサンプルは、ザクロ石と呼ばれる、高圧力下でのみ安定になる鉱物（ナノスケール鉱物解析・鉱物化学組成分析から検出することに成功した）を含んでおり、その存在を初めてクック諸島にて明らかにすることができた。このサンプルに対して鉱物拡散モデルを適応することで、対流の速度を制限することにも成功し、小スケール対流の実態をより定量的に掴むことができたため、今後小スケール対流の物理モデル構築においても重要な制約を与えることにつながった。その他にも、同じアイツタキ島産のサンプルに含まれる炭酸塩の脈の詳細な観察・炭素同位体分析を実施することで、小スケール対流によって有機炭素に富マントルが溶けてマグマ活動を起こることも明らかにした（Akizawa et al., 2024 Marine Geology）。現在アイツタキ島産の他のカンラン岩についても解析を実施しており、鉱物化学組成、全岩化学組成、同位体分析を実施しており、小スケール対流の化学的実態に関する知見も得ている。アイツタキ島は、小スケール対流の実態を明らかにする上で重要な調査場所であり、本研究で得たサンプルは、今後研究を発展させる上でもとても重要な収穫であったと言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で目指す、海洋で起こっている小スケール対流の実態解明に重要な国際論文を執筆することができた。これは、本研究課題遂行において重要な成果であった。それ以外は概ね順調に研究を推進できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、約１億年の海洋リソスフェア下の小スケール対流を検出することに成功したので、今後より若い場所とより古い場所で採取されるカンラン岩捕獲岩を使用して、小スケール対流の時代変遷を掴むことを目指していく。また、Akizawa et al. (2024 PEPS)論文で使用した拡散モデルに関しても、今後高温高圧実験結果を組み込んでいくことで精度を上げていく予定である。
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