2021 Fiscal Year Annual Research Report
Detection of large upwelling in deep mantle from plume tail information
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18H03746
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| Research Institution | National Museum of Nature and Science, Tokyo |
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Principal Investigator |
佐野 貴司 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, グループ長 (40329579)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 晃 東京工業大学, 理学院, 准教授 (20524507)
清水 健二 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (30420491)
Tejada Maria・L・G 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), 主任研究員 (40598778)
羽生 毅 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), グループリーダー (50359197)
中西 正男 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (80222165)
石塚 治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 首席研究員 (90356444)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 火山 / マグマ / 大陸洪水玄武岩 / 巨大海台 / ホットスポット / 巨大火成区 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球の歴史において最大のマグマ活動により形成された火山は巨大火成区（LIPs：Large Igneous Provinces）と呼ばれている。LIPsの形成案として、地下深部から上昇してきたプルームの頭部が溶融してLIPsマグマをつくり、尾部の活動がホットスポット火山列を形成するという「プルームモデル」が提案されている。しかし、これまでにプルーム頭部が存在する明白な証拠は見つかっていない。そこでLIPsの研究を行っている。
令和3年度は地球上最大のLIPsであるオントンジャワ海台を主対象とした。オントンジャワ海台は太平洋の赤道直下にあり、ナウル、東マリアナ、ピガフェッタ海盆という他のLIPsが隣接する。これらLIPs全ては類似するマグマ活動により同時に形成したという主張があり、全部を合わせた領域は「大オントンジャワ（Greater Ontong Java）」と呼ばれている。さらに太平洋に存在するオントンジャワ、マニヒキ、ヒクランギの3海台は、ジグソーパズルのように組み合わせ可能であり、「超オントンジャワ（Ontont Java Nui）」を形成していたという案もある。大オントンジャワと超オントンジャワの存在の可能性を地質学的検証するためには、掘削により溶岩を採取する手法が最良である。そこで国際深海科学掘削計画（IODP）に掘削提案書を提出し、科学評価パネル(SEP)の審査を受けた。
プルーム尾部の研究としては、日本から約1500km東のシャツキー海台から東と北東に延びる応神ライズ海山群とパパニン海嶺を対象とした研究を行った。
なお、年度当初は東アフリカのエチオピアLIPでの地質調査を予定していたが、現地の内戦のために行うことができなかった。
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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
IODPに提出した申請書は、SEPに最高評価（Excellent）を受け、アメリカの科学掘削船ジョイデス・レゾリューションの施設委員会（JRFB）に送られ、掘削計画に組み込まれるのを待つ状態となった。そして、この掘削提案書の日本語版は国内紙で紹介すると共に複数の国際学会で発表を行った。また、研究分担者は地震波を用いたオントンジャワ海台深部の地下構造推定や、噴火に伴う海洋環境へのインパクトに関する研究成果を国際誌に公表した。
応神ライズ海山群とパパニン海嶺の研究については、主に岩石に含まれる塩素とホウ素の定量を行うため、原子力開発機構東海研究所にて即発ガンマ線分析を行った。また研究分担者は、サモアなどのホットスポットを対象とした研究の成果を国際誌に公表した。
エチオピアLIPの研究に関しては、内戦の終結およびアジスアベハ大学の協力を得た現地調査の見込みが立たなかった。そこで代わりにエチオピアの協力研究者から火山岩15試料を送ってもらい、岩石薄片を作成し、偏光顕微鏡を用いた記載を行った。また、8試料について40Ar-39Ar年代分析の準備を始め、全15試料について蛍光X線分析装置による全岩化学組成分析を行った。
一方、今後の岩石化学分析に必要と考えられる誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）による主成分および微量成分の未知試料の分析手法に関する論文を公表した。
以上の研究成果を総合的に判断すると、本研究はおおむね順調に進展していると結論づけられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
エチオピア研究については、令和4年度末までに、内戦が完全に終結しておらず、研究協力者がエチオピア政府と内戦交戦中であるティグレ族であったため、現地案内の許可が得られず、地質調査ができなかった。そこで、協力研究者を令和5年度に1ヶ月ほど日本へ招へいし、現地の岩石試料を持参してもらい、研究を進めていく予定である。
地質調査以外は、これまでに完了した40Ar-39Ar年代分析値、全岩化学分析値、希ガス同位体比分析結果を論文や学会発表にて速やかに公表していく。
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[Presentation] Sampling source heterogeneities that bind the Ontong Java Nui puzzle together2021
Author(s)
M. L. G. Tejada, T. Sano, T. Hanyu, A. Koppers, M. Nakanishi, A. Ishikawa, T. Miyazaki, K. Tani, S. Shimizu, Q. Chang, B. Vaglarov
Organizer
Goldschmidt conference 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Volcanism along the eastern margin of the Ontong Java Plateau: More reasons to test the Ontong Java Nui hypothesis by scientific ocean drilling2021
Author(s)
M. L. G. Tejada, T. Sano, T. Hanyu, J. -I. Kimura, T. Miyazaki, Q. Chang, B. Vaglarov, A. A. P. Koppers, K. Shimizu, A. Ishikawa, S. Shimizu, K. Tani, M. Nakanishi
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting2021
Int'l Joint Research / Invited
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