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マントル35億年の水・化学・熱進化解明

公募研究

研究領域核-マントルの相互作用と共進化~統合的地球深部科学の創成~
研究課題/領域番号 18H04372
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
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

木村 純一  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), シニアスタッフ (30241730)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 交付 (2019年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードマントル / 水進化 / 化学進化 / 熱進化
研究実績の概要

35億年前から現在までに噴出したマントル由来のマグマには,地球内部におけるマントルの水進化,熱進化,化学進化が記録されている.これを解読するため,初生マグマの化学組成から起源マントル中の(1)始源マントル・枯渇マントル・リサイクリング輝石岩の組成割合,(2)マグマを生成したマントルのポテンシャル温度・マグマ分離深度・部分融解度・含水量を同時に解析する計算アルゴリズムを用い,35億年の上部マントル物質と生成物理条件の変化を検討し,マントルの水,化学,および熱進化を明らかにする.そのため,計算アルゴリズムの開発し,太古代玄武岩の既存のデータから,マントルの水・化学・熱進化を明らかにする.
【1】地球史35億年間に噴出し,残存する玄武岩・ピクライトの既存文献資料を集約し,その化学組成データベースを構築した.中央海嶺ソレアイト玄武岩は上部マントルの平均的組成・条件を反映するものとし,ホットスポットアルカリ岩やピクライトはより深い(おそらく下部)マントルの情報を保持するものと仮定し分類する.データベースをもとに変質や変性作用の影響が少ない試料を選択する.【2】データベースから岩石の主成分・微量成分元素組成を用いてマグマの起源物質と生成条件(起源マントル物質の組成,起源マントルのポテンシャル温度,マグマ分離深度,部分融解度,含水量)を算出する計算アルゴリズムを開発した.開発には既存の計算コードOcean Basalt Simulator version 1 (OBS1)を用い,含水システムの計算ができるように改良し,OBS2モデルを構築した.【3】解析結果をもとに,地球史35億年の上部マントルの水進化,化学進化(始源マントル・枯渇マントル・リサイクリング海洋地殻の含有率),ならびに熱進化(マントルポテンシャル温度・融解深度・部分融解度)を明らかにして,論文執筆を開始した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

【1】化学組成データベース構築,【2】データベースから岩石の主成分・微量成分元素組成を用いてマグマの起源物質と生成条件(起源マントル物質の組成,起源マントルのポテンシャル温度,マグマ分離深度,部分融解度,含水量)を算出する計算アルゴリズムを開発,【3】解析結果をもとに,地球史35 億年の上部マントルの水進化,化学進化(始源マントル・枯渇マントル・リサイクリング海洋地殻の含有率),ならびに熱進化(マントルポテンシャル温度・融解深度・部分融解度)を明らかにして,論文執筆を開始した.

今後の研究の推進方策

得られたデータから,論文の執筆を実施し,成果の出版を行う.

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Plume-stagnant slab-lithosphere interactions: Origin of the late Cenozoic intra-plate basalts on the East Eurasia margin2018

    • 著者名/発表者名
      Jun-Ichi Kimura, Tetsuya Sakuyama, Takashi Miyazaki, Bogdan S. Vaglarov, Yoshio Fukao, Robert J. Stern
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 300-301 ページ: 227-249

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2017.12.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Subduction zone input-output: Modeling of geochemical mass balance using the Arc Basalt Simulator version 52018

    • 著者名/発表者名
      木村純一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magma genesis and plumbing in subduction zone: Cargos of heat and water transports2018

    • 著者名/発表者名
      木村純一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Origin of Geochemical Mantle Components: Role of Spreading Ridge, Subduction Zone, and Thermal Evolution of Mantle2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura J-I, Gill J, van Keken P, Skora S & Kawabata H
    • 学会等名
      Goldschmidt2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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