大陸誕生：ケルマディック弧と小笠原弧からの検証

• 研究課題/領域番号: 17H02987
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 田村 芳彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門, 専門部長 (40293336)
• 研究分担者: 宮崎 隆 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), 主任技術研究員 (80371722) ; 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, 主任研究員 (90356444) ; 佐藤 智紀 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), 技術スタッフ (90724740)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 海洋島弧 / 大陸地殻 / 安山岩 / 玄武岩 / アンカラマイト / 海洋地殻 / マグマ / アナンバモデル / 西之島 / 伊豆小笠原弧 / ケルマディック弧 / 大陸 / 小笠原弧 / 地殻 / 初生マグマ / マントルウエッジ / 部分融解 / 融解深度 / マントル / 沈み込み帯 / 火成岩

研究成果の概要

2013年から現在まで7年近く噴火を続けている西之島の最近の溶岩、および海底火山本体を形成する海底斜面の溶岩を採取して、西之島のマグマが大陸誕生を再現していることを明らかにした。この成果は2018年に日本地質学会の国際誌Island Arcに公表され、本雑誌の2020Island Arc Most Downloaded Awardを受賞した。ケルマディック弧のキブルホワイト海底火山、小笠原弧の土曜火山と調査ターゲットを広げた。
2017年にケルマディック弧のキブルホワイト火山のドレッジ航海を行い、小笠原弧西之島と同様に、大陸を生成する安山岩溶岩を採取し、新しい大陸生成仮説の検証をおこなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球における大陸の生成は長年の謎であったが、現在噴出する西之島や小笠原弧、ケルマディック弧の海底火山の研究により、その謎は確実に解明されつつある。西之島は安山岩溶岩を噴出するとともに、大陸地殻を形成している段階である。海洋島弧の発達段階が見えてきた。土曜海山は西之島の過去、伊豆大島や三宅島は西之島の未来である。西之島が次の段階に至るまで、伊豆弧の海底カルデラに見られるように、中部地殻の融解、流紋岩マグマの爆発的噴出、海底カルデラの形成が起こりうる。今後、いつ、どのように巨大噴火に移行するかを検討するためには、西之島の次の成長段階を示すと考えられる海形海山や海徳海山などの調査が必要であろう。

研究成果

• [国際共同研究] GEOMAR(ドイツ)
• [国際共同研究] GNS Science(ニュージーランド)
• [雑誌論文] The earliest stage of Izu rear‐arc volcanism revealed by drilling at Site U1437, International Ocean Discovery Program Expedition 350 (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Tomoki、Miyazaki Takashi、Tamura Yoshihiko、Gill James B.、Jutzeler Martin、Senda Ryoko、Kimura Jun‐Ichi
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 29 号: 1 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1111/iar.12340
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Zealandia Volcanic Complex: Further evidence of a lower crustal “hot zone” beneath the Mariana Intra‐oceanic Arc, Western Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Stern Robert J.、Tamura Yoshihiko、Shukuno Hiroshi、Miyazaki Takashi
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 28 号: 5 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1111/iar.12308
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An origin of the along-arc compositional variation in the Izu-Bonin arc system (2019)
  • 著者名/発表者名: Durkin Kathryn、Castillo Paterno R.、Straub Susanne M.、Abe Natsue、Tamura Yoshihiko、Yan Quanshu
  • 雑誌名: Geoscience Frontiers 巻: － 号: 5 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1016/j.gsf.2019.12.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nishinoshima volcano in the Ogasawara Arc: New continent from the ocean? (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura Yoshihiko、Ishizuka Osamu、Sato Tomoki、Nichols Alexander R. L.
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 28 号: 1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1111/iar.12285
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Breakdown of residual zircon in the Izu arc subducting slab during backarc rifting (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirai Yasuhiro、Yoshida Takanori、Okamura Satoshi、Tamura Yoshihiko、Sakamoto Izumi、Shinjo Ryuichi
  • 雑誌名: Geology 巻: 46 号: 4 ページ: 371-374
  • DOI: 10.1130/g39856.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 伊豆弧の背弧リフト形成に伴うスラブ表面温度の上昇 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平井康裕、吉田尊智、岡村聡、田村芳彦、坂本泉、新城竜一
  • 雑誌名: 月刊地球 巻: 40 ページ: 280-287
• [学会発表] 南鳥島ルネサンス掘削 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦
  • 学会等名: IODP掘削提案促進ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] 伊豆弧IBMの目覚め：IODP Site U1437 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦
  • 学会等名: IODP掘削提案促進ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] 小笠原弧（西之島、土曜海山、海徳海山）のマグマと火山活動 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦
  • 学会等名: 災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第2次）火山部会研究集会
• [学会発表] The Renaissance of the Oldest Oceanic Plate（南鳥島ルネサンス掘削） (2020)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦、田中えりか、松岡篤
  • 学会等名: Workshop on 'Orogens, Ophiolites and Oceans: A snapshot of Earth's Tectonic Evolution'
  • 国際学会
• [学会発表] Generation of primary andesitic magma in oceanic arcs: evidence from Kibblewhite volcano, Kermadec arc (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirai Yasuhiro, Tamura Yoshihiko, Hoernle Kaj, Timm Christian, Hauff Folkmar, Werner Reinhard, Vaglarov Bogdan, Chang Qing, Miyazaki Takashi, Kimura Jun-Ichi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 小笠原弧土曜海山のアンカラマイト (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦、佐藤智紀、石塚治、平井康裕、宮崎隆
  • 学会等名: 日本地質学会 2019
• [学会発表] オマーンオフィオライトWadi Tayin岩体における地殻-マントル境界の岩石学および地球化学的特徴 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高澤栄一、小柳夏希、Sayantani Chatterjee, 木暮優芽斗、道林克禎、田村芳彦
  • 学会等名: 日本地質学会 2019
• [学会発表] みなとプロジェクト：南鳥島火山調査KR19-05の概要 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamura Yoshihiko, Sato Tomoki, Hirai Yasuhiro, Yoshida Kenta, Rospabe Mathieu, Zhao Siyu, Ishizuka Osamu, Chang Qing, Miyazaki Takashi, Shinomiya Yuta, Miyajima Yuki, Shimazaki Yu
  • 学会等名: 日本火山学会 2019
• [学会発表] ケルマディック弧キブルホワイト火山のMg安山岩とその成因 (2019)
  • 著者名/発表者名: 平井康裕、田村芳彦、Hoernle Kaj, Werner Reinhard, Hauff Folkmar, Timm Christian, Vaglarov Bogdan, 常青、宮崎隆、木村純一
  • 学会等名: 日本火山学会 2019
• [学会発表] 南鳥島ルネサンス掘削：モホの無いジュラ紀の海洋プレート (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦、田中えりか、松岡篤
  • 学会等名: InterRidge Japan研究集会 海洋地殻ーマントルの新たな実像：オマーン掘削から海域観測から
• [学会発表] Interaction between mafic magma and lithospheric mantle: Evidence from the geochemistry of olivines and olivine-hosted melt inclusions in lavas from Kibblewhite Volcano, Kermadec arc (2019)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hirai, Yoshihiko Tamura, Kaj Hoernle, Christian Timm, Folkmar Hauff, Reinhard Werner, Takeshi Hanyu, Bogdan S. Vaglarov, Qing Chang, Takashi Miyazaki, Jun-Ichi Kimura
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Different Moho reflections adjacent to Minami-Tori Shima and their petrologic origins (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura, Kentaro Kaneda, Gou Fujie, Akane Ohira, Eiichi Takazawa, Georges Ceuleneer, Katsuyoshi Michibayashi, Tomoki Sato, Shuichi Kodaira, Seiichi Miura
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 国際学会
• [学会発表] Ankaramite from Doyo seamount in the Izu-Ogasawara arc: A precursor of continents? (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura, Tomoki Sato, Osamu Ishizuka, Takashi Miyazaki, Yasuhiro Hirai, Mami Takehara, Eri Sakamoto
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 国際学会
• [学会発表] Origin of variable CaO/Al2O3 in olivine-hosted melt inclusions from Kibblewhite volcano, Kermadec arc (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirai Yasuhiro, Tamura Yoshihiko, Hoernle Kaj, Timm Christian, Hauff Folkmar, Werner Reinhard, Hanyu Takeshi, Vaglarov Bogdan, Chang Qing, Miyazaki Takashi, Kimura Jun-Ichi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 国際学会
• [学会発表] Evolution of the N-Izu rear arc magma source as revealed by the site U1437 of IODP Exp. 350 (2019)
  • 著者名/発表者名: T. MIYAZAKI, T. SATO, Y. TAMURA, C. HAMELIN, J.B. GILL, S.M. DEBARI, J.-I. KIMURA, B.S. VAGLAROV, Q. CHANG, R. SENDA, S. HARAGUCHI
  • 学会等名: Goldschmidt 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Evolution of N-Izu Rear Arc Magmas After the Backarc Shikoku Basin Formed: Site U1437, IODP Exp. 350 (2019)
  • 著者名/発表者名: T. MIYAZAKI, T. SATO, Y. TAMURA, C. HAMELIN, J.B. GILL, S.M. DEBARI, J.-I. KIMURA, B.S. VAGLAROV, Q. CHANG, R. SENDA, S. HARAGUCHI
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] ANANBA (Ankaramite-Andesite-Basalt) model of the evolution of oceanic arc volcanoes (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura, Tomoki Sato, Osamu Ishizuka, Yasuhiro Hirai, Takashi Miyazaki
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 海洋島弧からみた大陸のつくり方 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦
  • 学会等名: JpGU 2018 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • 招待講演
• [学会発表] Origin of Moho: dunite is the Rosetta stone between seismologists and geologists? (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura, Eiichi Takazawa, Georges Ceuleneer, Katsuyoshi Michibayashi, Tomoki Sato, Shuichi Kodaira, Seiichi Miura
  • 学会等名: EGU General Assembly 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Nishinoshima volcano in the Ogasawara (Bonin) arc: New continent from the Ocean? (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura, Osamu Ishizuka, Tomoki Sato, Alexander Nichols
  • 学会等名: AGU 2018
  • 国際学会
• [学会発表] モホのつくり方 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura, Eiichi Takazawa, Ceuleneer Georges, Katsuyoshi Michibayashi, Tomoki Sato, Shuichi Kodaira, Seiichi Miura
  • 学会等名: JpGU 2018
• [学会発表] Origin of Moho reflections (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura, Gou Fujie, A Ohira, Eiichi Takazawa, Georges Ceuleneer, Katsuyoshi Michibayashi, Tomoki Sato, Shuichi Kodaira, Seiichi Miura
  • 学会等名: AGCC 2018
  • 招待講演
• [学会発表] Magnesian andesites from the Kibblewhite volcano, Kermadec arc (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirai, Y., Tamura, Y., Hoernle, K., Werner, R., Hauff, F., Timm, C., Miyazaki, T., and Vaglarov, B.
  • 学会等名: JpGU2018
  • 国際学会
• [学会発表] Petrology and geochemistry of the Kibblewhite volcano in the southern Kermadec arc (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirai, Y., Tamura, Y., Hoernle, K., Werner, R., Hauff, F., Timm, C., Hanyu, T., Vaglarov, B., Miyazaki, T., Chang, Q., & Kimura, J-I.
  • 学会等名: AGCC 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Submarine volcanoes and crustal evolution in the Izu-Ogasawara-Mariana arc (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura
  • 学会等名: 海底火山研究国際シンポジウム/国立科学博物館
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 島弧マグマと地殻形成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦
  • 学会等名: 日本火山学会2017年秋季大会
  • 招待講演
• [学会発表] Advent of Continents（大陸のつくり方） (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Tamura
  • 学会等名: 地球史研究所オープニング記念国際会議 in 岡山
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 大陸のつくり方 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦
  • 学会等名: 海洋理工学会平成29年度秋季大会
  • 招待講演
• [学会発表] Volcanic Ashes Recovered by IODP Expedition 350 Site U1436 in the Izu Arc: A Prologue of Submarine Caldera Formation? (2017)
  • 著者名/発表者名: Tamura Yoshihiko、Schindlbeck Julie, Jutzeler Martin, Nichols Alexander, DeBari Susan, Andrews Graham, Gill James, Busby Cathy, Blum Peter, Kido Yukari
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 地殻-マントル境界のダイナミクスと物性を明らかにするオマーン掘削プロジェクト (2017)
  • 著者名/発表者名: 高澤栄一・道林克禎・田村芳彦・森下知晃・山田泰広・モーキョートー・斎藤実篤
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [学会発表] 伊豆弧海底カルデラ生成とIODPコア (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村 芳彦
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会
• [学会発表] IODP EX350掘削コアには海底カルデラ生成のきっかけが残されている？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村芳彦
  • 学会等名: 日本地質学会第124年学術大会
• [学会発表] Forward modeling of the magma genesis for the deepest lithostratigraphic unit at Site U1437, IODP Expedition 350 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. MIYAZAKI, T. SATO, Y. TAMURA, J.-I. KIMURA, J.B. GILL, C. HAMELIN, K. HORIE, R. SENDA, B.S. VAGLAROV, S. HARAGUCHI, Q. CHANG
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] The earliest stage of Izu rear arc volcanism revealed by drilled cores at Site U1437, IODP Expedition 350 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Sato, Takashi Miyazaki, Yoshihiko Tamura, James B. Gill, Martin Jutzeler, Ryoko Senda, Jun-Ichi Kimura
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [備考] 西之島の噴火が大陸生成を再現していたことを証明
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20181112/
• [備考] The Nishinoshima volcano provides clues
  • URL: https://vimeo.com/314337129
• [備考] JAMSTEC研究者総覧
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/souran/html/Yoshihiko_Tamura001048-j.html
• [備考] 話題の研究・謎解き解説
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/quest/20180226/
• [備考] 大陸の出現：新しい仮説
  • URL: http://www.natureasia.com/ja-jp/srep/abstracts/81618
• [備考] 科学ミチル。＃037「大陸誕生の謎に迫る！」 | BSジャパン
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=HQQH0JB9dYo&feature=youtu.be
• [備考] 「西之島 新島誕生３年 ② 大陸は島から生まれた！？」（視点・論点）
  • URL: http://www.nhk.or.jp/kaisetsu-blog/400/258659.html