2017 Fiscal Year Annual Research Report
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15H03717
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
島 伸和 神戸大学, 理学研究科, 教授 (30270862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三ヶ田 均 京都大学, 工学研究科, 教授 (10239197)
松野 哲男 神戸大学, 海洋底探査センター, 特命講師 (80512508)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 内部構造 / 海洋底地球科学 / マントル不均質 / 海底拡大系 / 背弧海盆 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マントル内部の不均質がマグマ供給量の変化として直接的に反映する海底拡大系を、直下のマントルの不均質性を調べる窓として活用する。具体的には、強い不均質性が見られるマリアナ背弧海盆での拡大軸下の上部マントル比抵抗構造を調べ、その比抵抗構造を比較すると同時に、比抵抗構造以外の地球物理学的データの解析や、岩石試料の分析も実施してマントル不均質の成因を推定する。
南部マリアナトラフは、非対称な海洋底拡大をしていることを別の研究で示している。本研究では、この拡大軸下に拡大軸に対して非対称な低比抵抗帯が存在することを明らかにしたが、この非対称な低比抵抗帯と非対称な海洋底拡大との関係について検討した。そして、開発した水輸送を考慮した背弧拡大の変遷の数値モデリングにより、スラブから脱水した水が上部マントルの不均質な構造である非対称な低比抵抗帯を作り、その結果として非対称な海洋底拡大を引き起こすというモデルを提示した。
昨年度に小型化した海底電位差磁力計と新規に開発した磁力計を使って海底で試験観測を実施したが、この時に得られた観測データを解析した。この結果、海底電位差磁力計の小型化で問題がなかったこと、磁力計は、現在使用している海底電位差磁力計の磁力計と同程度の測定精度を省電力で実現できていることを確認した。さらに、いくつかの細かな問題点を明らかにし、それらの問題点の対応方法を検討した。
北部マリアナトラフで過去に採取されたマントルかんらん岩試料（35試料）について岩石研磨薄片を作成し、岩石記載と化学組成分析を行った。かんらん岩は主にハルツバージャイトとダナイトであり、そのほとんどが蛇紋岩化作用を受け、いくつかのハルツバージャイト試料は岩脈の貫入を受けていた。
中南部マリアナトラフを対象にした研究航海を、韓国の研究観測船を利用した研究航海で模索したが実現しなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画していた中南部マリアナトラフにおける研究航海が実施できなくなったが、その替わりに、得られている背弧海盆の拡大軸下の上部マントル比抵抗構造の詳細な解析、この結果と他の研究との比較や数値モデリング等との連携を強化してきた。その結果、南部マリアナトラフは非対称に海洋底拡大しており、拡大軸下に拡大軸に対して非対称な低比抵抗帯が存在するという観測事実と、背弧拡大の変遷について水輸送を考慮した数値モデリングを行うことにより、スラブから脱水した水が作る上部マントルの不均質と非対称な海洋底拡大との関係を明らかにしつつある。また、北部マリアナトラフで過去に採取されたマントルかんらん岩試料を入手して、この試料分析を開始している。さらに、海底電位差磁力計の小型化を完成させ、高精度化と省電力化のために新規に開発した磁力計もその完成度を高めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は、得られている背弧海盆の拡大軸下の上部マントル比抵抗構造と、数値モデリングや岩石試料の分析等の結果を合わせて上部マントルの不均質の実態を検討する。さらに、海底磁力計やデータ解析手法の開発も進め、得られた結果を公表する。具体的には、次の通りである。１）南部マリアナトラフ拡大軸下の中部マリアナトラフ拡大軸下の上部マントル比抵抗構造の結果を比較し、構造が異なる要因について検討する。２）水輸送およびマグマの発生を考慮した背弧拡大の数値モデリングを継続し、その結果と上部マントル比抵抗構造の結果を比較することで、現実的に起こっているマントルウェッジ内の不均質と背弧海盆の進化過程について検討する。３）新たに行った岩石試料の分析結果をまとめ、既存の岩石試料分析結果との比較を行う。さらに、上部地殻の地震波速度構造の空間変化を調べて、その地殻構造を形成するもととなった上部マントルの不均質構造との関係を検討し、不均質分布の進化と背弧海盆の進化過程との関連を考察する。４）高精度化と省電力化のために開発してきた海底磁力計の小型化をさらに進め、上部マントル比抵抗構造の推定に必要な長期海底観測に使用する世界最小の海底磁力計として完成させる。５）これまで開発を続けてきた仮想領域空間経由での電磁気観測データの波動論的解析手法をさらに進め、実データへの適用性を精査する。以上のように進めて得られた研究結果を、関連学会での発表や学術雑誌への論文としての投稿により公表する。
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