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マントル深部の対流を地震波散乱観測から解明する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03784
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

金嶋 聰  九州大学, 理学研究院, 教授 (80202018)

研究分担者 ヘルフリック ジョージ  東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (80747163)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード下部マントル / 不均質構造 / 化学組成 / 地震波アレイ解析 / SP散乱波 / 玄武岩物質 / 地震波アレイデータ / 散乱波 / 化学的不均質 / 玄武岩的物質 / 褶曲構造 / 深さ分布 / 化学組成不均質 / 地震波散乱 / 地震計アレイ / 地震波の散乱 / アレイ解析 / 小規模組成不均質 / マントル対流
研究成果の概要

トンガ地域など環太平洋地域の沈み込み帯下部マントルのSP散乱体分布を包括的に調査し、最上部300kmに多くの散乱体があり、より深い領域では散乱体個数は減少する傾向を見出した。同種の傾向は他の散乱波(PPやSS)についても見られ、下部マントル不均質の一般的特徴と考えられる。下部マントルSP散乱波強度はポストスピネル転移による660km不連続面でのSP変換波の70%に及び、大きな物性変化が数kmの範囲で起きている。オホーツク海とペルー下の下部マントル散乱体群のUSアレイのデータを精査し、これらが、著しく褶曲した厚さ10km程度の薄層構造を持ち最低で100km程度の広がりを持つことを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究課題はそれ自体としては特段の社会的意義を持つものではないが、地質学的な時間スケールにおけるマントル全体の物質循環の変遷を明らかにする際に鍵となる観測事実を与えることを目指している。マントル深部と地球表層の間に起きる物質循環の問題は、地球表層の環境や生命進化と深く関わる地球科学の最重要課題の一つである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] The dimensions of scatterers in the lower mantle using USArray recordings of S-wave to P-wave conversions2020

    • 著者名/発表者名
      J. Ritsema, S. Kaneshima, S. M., Haugland
    • 雑誌名

      Physics of Earth and Planetary Interior

      巻: 306 ページ: 106541-106541

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2020.106541

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Seismic scatterers in the lower mantle near subduction zones2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kaneshima
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 218 号: Supplement_1 ページ: 1873-1891

    • DOI

      10.1093/gji/ggz241

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seismic scatterers in the mid-lower mantle beneath Tonga-Fiji2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneshima Satoshi
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      巻: 274 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2017.09.007

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seismological evidence for laterally heterogeneous lowermost outer core of the Earth2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ohtaki, S. Kaneshima, H. Ichikawa, T. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 123 号: 12 ページ: 10903-10917

    • DOI

      10.1029/2018jb015857

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] New USArray observations of 100-km scale, layered scattering structures2019

    • 著者名/発表者名
      Jeroen Ritsema, Satoshi Kaneshima, Sam Haugland
    • 学会等名
      American Geophysical Union, 2019 Fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic scatterers in the mid-lower mantle near subduction zones2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kaneshima
    • 学会等名
      SEDI2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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