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2023 Fiscal Year Research-status Report

データ駆動型アプローチに基づく沈み込む海洋プレートの含水化プロセスの検証

Research Project

Project/Area Number 23KJ2219
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

赤松 祐哉  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), 研究員

Project Period (FY) 2023-04-25 – 2026-03-31
Keywordsマントル / 蛇紋岩化 / 炭酸塩化 / 岩石物性 / 沈み込み帯
Outline of Annual Research Achievements

沈み込み帯で起こる地震活動や炭素などの物質循環を理解するためには、地震波速度や電気比抵抗などの地球物理観測値から、マントルかんらん岩に水が取り込まれるプロセス(蛇紋岩化・炭酸塩化)を定量的に評価する必要がある。しかし、蛇紋岩化や炭酸塩化は、岩石の破壊と流体の移動および化学反応が相互作用しながら進行する複雑な物理化学的現象であるため、単一の岩石物理特性から一連の変質プロセスを理解することは困難であった。そこで本研究は、オマーンオフィオライト掘削計画で採取された変質かんらん岩試料の物理特性データを用いた独立成分分析を行い、マントルかんらん岩の変質(蛇紋岩化・炭酸塩化)に伴う物理特性の変化を定量的に評価した。独立成分分析は多変量解析の一種であり、多次元データから本質的な低次元空間を抽出することができる。独立成分分析を用いた従来の研究では、化学組成などの地球化学データが主な対象であった。本研究は、独立成分分析が岩石の物理特性データに対しても有効であることを実証し、岩石の物理的特性のみからマントルの変質のような化学的なプロセスを抽出することができることを示した。これにより、地球物理観測データからマントルの変質プロセスおよび取り込まれた水の総量を定量的に評価できる可能性が示唆された。同様の手法を沈み込み帯における実際の観測データに適用することで、地球内部に水が取り込まれるプロセスの理解につながると期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

令和6年度に実施予定であった物性データを用いたデータ駆動解析を完了し、その成果を学術論文として国際誌に投稿することができたため。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り、マントルかんらん岩の変質物理モデルの構築に取り組む。成果は順次、学会発表や投稿論文として公表し、研究内容の向上に努める。また、地球物理観測を専門とする研究者との議論を開始する。

Causes of Carryover

予定していた研究航海や国際学会への参加を取りやめたため未使用額が生じた。未使用額は翌年度の学会参加費および旅費として使用する予定である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Spatial Heterogeneity of Pore Structure in the Crustal Section of the Samail Ophiolite: Implications for High VP/VS Anomalies in Subducting Oceanic Crust2024

    • Author(s)
      Akamatsu Y.、Kuwatani T.、Katayama I.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 51 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2023GL106943

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electrical resistivity, seismic velocity, and porosity of crustal rocks from the Oman ophiolite under brine-saturated ocean floor conditions2024

    • Author(s)
      Tanimoto Kazumasa、Akamatsu Yuya、Katayama Ikuo
    • Journal Title

      Lithos

      Volume: 470-471 Pages: 107500

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2024.107500

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Paleo‐Permeability Structure of the Crustal Section of the Samail Ophiolite Based on Automated Detection of Veins in X‐Ray CT Core Images From the Oman Drilling Project2023

    • Author(s)
      Akamatsu Y.、Katayama I.、Okazaki K.、Michibayashi K.
    • Journal Title

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      Volume: 24 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022gc010792

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cross‐Property Relationship Between Electrical Resistivity and Elastic Wave Velocity of Crustal Rocks From the Oman Drilling Project Hole GT3A: Implications for in Situ Geophysical Properties of Oceanic Crust2023

    • Author(s)
      Akamatsu Y.、Nagase K.、Abe N.、Okazaki K.、Hatakeyama K.、Katayama I.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 128 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022jb026130

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 蛇紋岩化に伴うマントルの空隙率と物性の変化2023

    • Author(s)
      赤松祐哉、桑谷立、大柳良介
    • Organizer
      InterRidge-Japan研究集会2023
  • [Presentation] Effect of large-scale fractures on high Vp/Vs anomalies in the subducting oceanic crust2023

    • Author(s)
      赤松祐哉、片山郁夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Invited
  • [Presentation] Heterogeneity of crack distribution in the oceanic crust inferred from downhole variations in P-wave velocity of the Oman Drilling Project Hole GT3A2023

    • Author(s)
      赤松祐哉、桑谷立、片山郁夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
  • [Presentation] 地震波速度のスケールアップ:クラックの不均質性,サイズ,浸透率の効果2023

    • Author(s)
      赤松祐哉
    • Organizer
      日本地質学会第130年学術大会2023京都大会
    • Invited
  • [Presentation] 掘削コア試料X線CT画像中の脈状鉱物の自動検出に基づく海洋地殻の浸透率構造の推定2023

    • Author(s)
      赤松祐哉、片山郁夫、岡﨑啓史、道林克禎
    • Organizer
      GEOINFORUM-2023

URL: 

Published: 2024-12-25  

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