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Evolutions of water, chemistry, and thermal state of the Earth's mantle

Publicly Offered Research

Project AreaInteraction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science
Project/Area Number 18H04372
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

木村 純一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), シニアスタッフ (30241730)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsマントル / 水進化 / 化学進化 / 熱進化
Outline of Annual Research Achievements

35億年前から現在までに噴出したマントル由来のマグマには,地球内部におけるマントルの水進化,熱進化,化学進化が記録されている.これを解読するため,初生マグマの化学組成から起源マントル中の(1)始源マントル・枯渇マントル・リサイクリング輝石岩の組成割合,(2)マグマを生成したマントルのポテンシャル温度・マグマ分離深度・部分融解度・含水量を同時に解析する計算アルゴリズムを用い,35億年の上部マントル物質と生成物理条件の変化を検討し,マントルの水,化学,および熱進化を明らかにする.そのため,計算アルゴリズムの開発し,太古代玄武岩の既存のデータから,マントルの水・化学・熱進化を明らかにする.
【1】地球史35億年間に噴出し,残存する玄武岩・ピクライトの既存文献資料を集約し,その化学組成データベースを構築した.中央海嶺ソレアイト玄武岩は上部マントルの平均的組成・条件を反映するものとし,ホットスポットアルカリ岩やピクライトはより深い(おそらく下部)マントルの情報を保持するものと仮定し分類する.データベースをもとに変質や変性作用の影響が少ない試料を選択する.【2】データベースから岩石の主成分・微量成分元素組成を用いてマグマの起源物質と生成条件(起源マントル物質の組成,起源マントルのポテンシャル温度,マグマ分離深度,部分融解度,含水量)を算出する計算アルゴリズムを開発した.開発には既存の計算コードOcean Basalt Simulator version 1 (OBS1)を用い,含水システムの計算ができるように改良し,OBS2モデルを構築した.【3】解析結果をもとに,地球史35億年の上部マントルの水進化,化学進化(始源マントル・枯渇マントル・リサイクリング海洋地殻の含有率),ならびに熱進化(マントルポテンシャル温度・融解深度・部分融解度)を明らかにして,論文執筆を開始した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

【1】化学組成データベース構築,【2】データベースから岩石の主成分・微量成分元素組成を用いてマグマの起源物質と生成条件(起源マントル物質の組成,起源マントルのポテンシャル温度,マグマ分離深度,部分融解度,含水量)を算出する計算アルゴリズムを開発,【3】解析結果をもとに,地球史35 億年の上部マントルの水進化,化学進化(始源マントル・枯渇マントル・リサイクリング海洋地殻の含有率),ならびに熱進化(マントルポテンシャル温度・融解深度・部分融解度)を明らかにして,論文執筆を開始した.

Strategy for Future Research Activity

得られたデータから,論文の執筆を実施し,成果の出版を行う.

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018

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

  • [Journal Article] Plume-stagnant slab-lithosphere interactions: Origin of the late Cenozoic intra-plate basalts on the East Eurasia margin2018

    • Author(s)
      Jun-Ichi Kimura, Tetsuya Sakuyama, Takashi Miyazaki, Bogdan S. Vaglarov, Yoshio Fukao, Robert J. Stern
    • Journal Title

      Lithos

      Volume: 300-301 Pages: 227-249

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2017.12.003

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Subduction zone input-output: Modeling of geochemical mass balance using the Arc Basalt Simulator version 52018

    • Author(s)
      木村純一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Magma genesis and plumbing in subduction zone: Cargos of heat and water transports2018

    • Author(s)
      木村純一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Origin of Geochemical Mantle Components: Role of Spreading Ridge, Subduction Zone, and Thermal Evolution of Mantle2018

    • Author(s)
      Kimura J-I, Gill J, van Keken P, Skora S & Kawabata H
    • Organizer
      Goldschmidt2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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