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チベット高原の火山熱水活動の地球化学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21F20025
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

白井 厚太朗  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70463908)

研究分担者 ZHANG MAOLIANG  東京大学, 大気海洋研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2021年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードヘリウム同位体 / 火山 / 地震 / チベット高原 / ヘリウム同位体比 / 安定同位体 / 火山ガス
研究開始時の研究の概要

チベット高原はインド亜大陸とユーラシア大陸の衝突が起こる場所にあり、高原の東縁は南西方面に拡大しつつあり、第四紀の火山や地熱活動が認められる。本研究の目的は火山ガス、温泉水や地下水を採取して、それらに含まれるヘリウム、アルゴン、炭素、窒素などの揮発性元素の同位体組成に基づき、チベット高原の南西方向への拡大メカニズムを地球化学的に明らかにすることである。温室効果ガスとして重要な二酸化炭素のこの地域での全放出量を計測して、人為活動によらない炭素のグローバルな深部循環に関する知見を得る。

研究実績の概要

チベット高原はインド亜大陸とユーラシア大陸の衝突が起こる場所にあり、第四紀の火山や地熱活動が認められる。またチベット高原の東縁は南西方面に拡大しつつある。本研究の目的は火山ガス、温泉水や地下水を採取して、それらに含まれるヘリウム、アルゴン、炭素、窒素などの揮発性元素の同位体組成に基づき、チベット高原の南西方向への拡大メカニズムを地球化学的に明らかにすることである。特にヘリウムの同位体はマントルに由来する深部起源の物質を検出するのに有効であり、マントルにまで到達する大規模断層の存在や火山活動の有無を知ることができる。
チベット高原の広い範囲で火山ガスや地下水を採取し、ヘリウムや炭素などの同位体を分析した。その結果をもとにチベット高原の拡大メカニズムや地下深部物質のフラックスについて考察し共著論文として発表した。ヘリウム同位体が異常を示す分布を調べると、大規模断層や第四紀の火山を通してマントル起源物質が上がってきていることが明らかになった。そのヘリウムが異常を示す場所は地殻歪みを生じている場所とよく一致し、チベット高原の地下にあるマントルの動きによってチベット高原が拡大していることが推定された。
また,日本における大規模地震や大規模火山活動の調査を行なった。火山については日本を代表するカルデラ火山である阿蘇山をはじめ、雲仙や御嶽山、立山などで火山ガスや温泉水を採取し、そのヘリウムや炭素などの同位体を分析した.大規模地震を起こすとされる南海トラフと日本海溝を対象とし、過去に採取された海底コアを入手して、そのヘリウム同位体を分析した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Older magma at Aso caldera than at Unzen stratovolcano in south west Japan as recorded through helium isotopes2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Sano, T. Kagoshima, M. Zhang, N. Takahata, T. Onoue, T. Shibata, Y. Nishio, A.-T. Chen, H. Lee, T.P. Fischer, D. Zhao
    • 雑誌名

      Communications Earth & Environment

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s43247-022-00649-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon mobilization in response to the 2021 Mw 7.4 Maduo earthquake: Constraints from carbon isotope systematics of subsurface fluids2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Yi、Liu Wei、Zhou Xiaocheng、Zhong Jun、Zhang Maoliang、Xu Sheng
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 10

    • DOI

      10.3389/feart.2022.1091052

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First estimates of hydrothermal helium fluxes in continental collision settings: Insights from the Southeast Tibetan Plateau margin2022

    • 著者名/発表者名
      M. Zhang, W. Liu, L. Guan, N. Takahata, Y. Sano, Y. Li, X. Zhou, Z. Chen, C. Cao, L. Zhang, Y.-C. Lang, C.-Q. Liu, S. Xu
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 11

    • DOI

      10.1029/2022gl098228

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fluid geochemistry and geothermal anomaly along the Yushu-Ganzi-Xianshuihe fault system, eastern Tibetan Plateau: Implications for regional seismic activity2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Wei、Guan Lufeng、Liu Yi、Xie Xiangang、Zhang Maoliang、Chen Biying、Xu Sheng、Sano Yuji
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 607 ページ: 127554-127554

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2022.127554

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Degassing of deep-sourced CO2 from Xianshuihe-Anninghe fault zones in the eastern Tibetan Plateau2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Sheng、Guan Lufeng、Zhang Maoliang、Zhong Jun、Liu Wei、Xie Xian’gang、Liu Congqiang、Takahata Naoto、Sano Yuji
    • 雑誌名

      Science China Earth Sciences

      巻: 65 号: 1 ページ: 139-155

    • DOI

      10.1007/s11430-021-9810-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metamorphic CO2 emissions from the southern Yadong-Gulu rift, Tibetan Plateau: Insights into deep carbon cycle in the India-Asia continental collision zone2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Maoliang、Zhang Lihong、Zhao Wenbin、Guo Zhengfu、Xu Sheng、Sano Yuji、Lang Yun-Chao、Liu Cong-Qiang、Li Ying
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 584 ページ: 120534-120534

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2021.120534

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deciphering a mantle degassing transect related with India-Asia continental convergence from the perspective of volatile origin and outgassing2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Maoliang、Xu Sheng、Zhou Xiaocheng、Caracausi Antonio、Sano Yuji、Guo Zhengfu、Zheng Guodong、Lang Yun-Chao、Liu Cong-Qiang
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 310 ページ: 61-78

    • DOI

      10.1016/j.gca.2021.07.010

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Linking deeply-sourced volatile emissions to plateau growth dynamics in southeastern Tibetan Plateau2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Maoliang、Guo Zhengfu、Xu Sheng、Barry Peter H.、Sano Yuji、Zhang Lihong、Halld?rsson S?mundur A.、Chen Ai-Ti、Cheng Zhihui、Liu Cong-Qiang、Li Si-Liang、Lang Yun-Chao、Zheng Guodong、Li Zhongping、Li Liwu、Li Ying
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 4157-4157

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24415-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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