深海掘削試料解析・孔内計測による海洋底の構造と進化の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06044051
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 末広 潔 東京大学, 海洋研究所, 教授 (20133928)
• 研究分担者: 相田 吉昭 宇都宮大学, 農学部, 助教授 (90167768) ; 斉藤 常正 東北大学, 理学部, 教授 (90111335) ; 岡田 尚武 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80111334) ; 高橋 孝三 北海道東海大学, 工学部, 教授 (30244875) ; 山野 誠 東京大学, 地震研究所, 助教授 (60191368) ; 金澤 敏彦 東京大学, 地震研究所, 教授 (30114698) ; 荒井 章司 金沢大学, 理学部, 教授 (20107684) ; 笠原 順三 東京大学, 地震研究所, 教授 (70012953) ; 氏家 宏 琉球大学, 理学部, 教授 (60000113) ; 徐 垣 九州大学, 理学部, 助教授 (90183847) ; 岡田 博有 九州大学, 理学部, 教授 (60037182) ; 上田 誠也 理科学研究所, 地震国際フロンティア研究計画, 研究リーダー (60011459) ; 酒井 豊三郎 宇都宮大学, 農学部, 教授 (50089778) ; 木村 学 大阪府立大学, 総合科学部, 教授 (80153188) ; 巽 好幸 京都大学, 総合人間学部, 助教授 (40171722) ; 村山 雅史 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助手 (50261350) ; 小川 勇二郎 筑波大学, 地球科学系, 教授 (20060064) ; 安田 尚登 高知大学, 理学部, 助教授 (90175646) ; 茨木 雅子 静岡大学, 理学部, 助教授 (30109128) ; 小泉 格 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20029721) ; 石橋 純一郎 東京大学, 理学部, 助手 (20212920) ; 佐藤 時幸 秋田大学, 鉱山学部, 助教授 (60241668) ; 林田 明 同志社大学, 理工学研究所, 教授 (30164974) ; 井上 厚行 千葉大学, 理学部, 教授 (30150270) ; 福沢 仁之 東京都立大学, 理学部, 助教授 (80208933) ; 平澤 朋郎 東北大学, 理学部, 教授 (80011568) ; 久田 健一郎 筑波大学, 地球科学系, 講師 (50156585) ; 鳥居 雅之 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60108983) ; 多田 隆治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (30143366) ; 中嶋 悟 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (80237255) ; 芦 寿一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40251409) ; 中西 正男 東京大学, 海洋研究所, 助手 (80222165) ; 石井 輝秋 東京大学, 海洋研究所, 助手 (80111582) ; 蒲生 俊敬 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (70143550) ; 徳山 英一 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (10107451) ; 藤本 博巳 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (50107455) ; 丸山 俊明 山形大学, 理学部, 助教授 (70165950) ; 玉木 賢策 東京大学, 海洋研究所, 教授 (50188421) ; 齋藤 実篤 東京大学, 海洋研究所, 日本学術振興 ; 平 朝彦 東京大学, 海洋研究所, 教授 (50112272) ; 鳥海 光弘 東京大学, 理学部, 教授 (10013757) ; 濱野 洋三 東京大学, 理学部, 教授 (90011709) ; 島村 英紀 北海道大学, 理学部, 教授 (10011636) ; 廣木 義久 大阪教育大学, 教員養成課程, 助手 (80273746) ; 池原 実 東京大学, 大学院・理学系研究科, 日本学術振興 ; 徳永 朋祥 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70237072) ; 伊勢崎 修弘 千葉大学, 理学部, 教授 (60107943) ; 松本 良 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40011762) ; 脇田 宏 東京大学, 理学部, 教授 (40011689)
• キーワード: 深海掘削 / 気候変動 / 海水準変動 / 地層の形成 / 熱水鉱床 / ガスハイドレート / 付加体 / 大陸分裂

研究概要

研究実績は以下のようににまとめることができる.
1)氷河時代の地球環境の高分解能復元
おもに北大西洋および赤道大西洋の掘削の結果、氷河時代の気候変動には、さまざまな時間スケールのイベントが混在していること(1000年、数1000年、数万年周期で、急激な変動が数10年から数100年で起こる)、しかし、その多くが急速な温暖化と比較的ゆっくりした寒冷化を伴うことを明らかにした。
2)海水準変動と地層の形成
地層の形成には海水準の変動が大きな役割をはたしている。大西洋での掘削の結果、海底谷の形成、重力崩壊、海底扇状地の発達などと海水準のイベントを対比することが可能となり、堆積学に大きな貢献をした。
3)熱水鉱床の成因
最大級の熱水マウンドを大西洋中央海嶺で掘削、その内部構造を明らかにした。大量の硬石膏(anhydrite)が発見され、希釈された熱水の循環がマウンドの構築に重要な役割を果していることが初めてわかった。熱水鉱床形成過程の研究が大いに進歩した。
4)メタンガスハイドレートの実態
大西洋ブレーク海嶺でメタンガスハイドレート層からのサンプルの本格的回収に深海掘削史上初めて成功し、また重要な孔内計測データを得た。メタンハイドレートの量は予想されていたよりはるかに多く、資源の見積りも大幅な訂正が必要となった。
5)新しい孔内検層
プレート沈み込み境界(デコルマン)での掘削同時検層技術(Logging While Drilling)がはじめて採用され大きな成功をおさめた。バルバドス付加体では、逆断層による地層の重なりが異常間隙水圧の形成に大きな役割を果たしていることを明らかにした.
6)大陸の分裂とマントルプリューム
グリーンランド沖において大陸分裂時のリフティングと火成活動の関係について掘削を行った.その結果,ここでは大陸の分裂が大陸地殻のド-ミング,陸上噴火,急速な沈降と海底噴火(海側傾斜反射面の形成),そして海洋底拡大の一連の過程によって進行したことがわかった.このことは,大陸の分裂がマントルプリュームの活動による駆動されていることを示すものである.

研究成果

• [文献書誌] Suyehiro,K,N.,Takahashi,Y.Ariie,Y.Yokoi,R.Hino,M.Shinohara,T.Kanazawa,N.Hirata,H.Tokuyama,and A.: "Continental crust,crustal underplating,and low-Q upper mantle beneath an oceanic island arc." Science. 272. 390-392 (1996)
• [文献書誌] 末広潔: "観測ネットワークの海半球への展開-地震観測." 地球. 19. 17-22 (1996)
• [文献書誌] 末広潔: "観測ネットワークの海半球への展開-地震観測." 地球. 19. 17-22 (1996)
• [文献書誌] Kurashimo,E.,M.,Shinohara,K.Suyehiro,J.Kasahara,and N.Hirata: "Seismic evidence for stretched continental crust in the Japan Sea." Geophys.Res.Lett.23. 3067-3070 (1996)
• [文献書誌] T.Kanamatsu,E.Herroro-Bervera,A.Taira,S.Saito,J.Ashi,and A.S.Furumoto: "Magnetic fabric development in the tertiary accretionary complex in the Boso and Miura Peninsulas of central Japan." Geophysical Research Letters. 23. 471-474 (1996)
• [文献書誌] Jin-Oh Park,Masaaki Kimura and Asahiko Taira: "Late Pleistocene Unconfor mity of the Tsushima and Korea Straits Revealed by Seismic Reflection Profiles." Journal of Geography. 105(3). 297-305 (1996)
• [文献書誌] 平朝彦、徳山英一、末広潔、高橋成実、清川昌一、森田澄人、斎藤実篤、青池寛: "大陸地殻はどのようにしてできたか。" 月刊地球. 号外No.16. 88-92 (1996)
• [文献書誌] Nakanishi,M.,and W.W.Sager: "Formation of the Jurassic Oceanic Plateau,Shatsky Rise,northwestern Pacific Ocean." EOS Trans.AGU. 77. 713 (1996)
• [文献書誌] Nakanishi,M.,and E.L.Winterer,: "Tectonic events of the Pacific Plate related to formation of Ontong Java Plateau." EOS Trans.AGU,. 77. 705 (1996)
• [文献書誌] 中西正男・玉木賢策: "海洋底から見たスーパープリューム." 月刊地球. 19. 45-51 (1997)
• [文献書誌] Arai,S.and Matsukage,K.: "Petrology of gabbro-troctolite-peridotite complex from Hess Deep,equatorial Pacific : implications for mantle-melt" Proc.ODP,Sci.Results. 147. 135-155 (1996)
• [文献書誌] Arai,S.and Abe,N.: "Detrital minerals in surface sediments from Hess Deep,equatorial Pacific : implications for the lithologic spread of" Proc.ODP,Sci.Results. 147. 451-457 (1996)
• [文献書誌] Arai,S.,Matsukage,K.,Isobe,E.and Vysotskiy,S.: "Concentration of incompatible elements in oceanic mantle : Effect of melt/wall interaction in" Geochim.Cosmochim.Acta. 61(in press). (1997)
• [文献書誌] 高橋共馬,岡田尚武: "モンスーンとインド洋の第四紀古海洋学" 地質学雑誌. 103,第3号(印刷中). (1997)
• [文献書誌] ODP Leg 163 Shipboard Scientific Party: "Exploring the Volcanic-Rifted Margins of the North Atlantic." EOS. 77(17). 165&168 (1996)
• [文献書誌] Hori,R.S.,Aita,Y.and Grant-Mackie,J.A.: "Preliminary report on Lower Jurassic radiolaria of Gondwana origin from the Kawhia coast,New Zealand." The Island Arc. 5. 104-113 (1996)
• [文献書誌] Matsuoka,A.,Aita,Y.,Munasri,Wakita,K.,Shen,G.,Ujiie,H.,Sashida,K.,Vishnevskaya,V.S.,Bragin,N.Y.and: "Mkesozoic radiolarians and radiolarian-bearing sequences in the circum-Pacific regions : A report of the symposium "Radiolarians and Orogenic Belts."" The Island Arc. 5. 203-213 (1996)
• [文献書誌] 相田吉昭・緒方和徳・村上宏・嶋村清・酒井豊三郎: "熊本県天草郡,御所浦島および牧島から産出した白亜紀後期および始新世放散虫化石," 大阪微化石研究会誌. 特別号,10. 1-17 (1996)
• [文献書誌] Labaume,P.,Maltman,A.J.,Bolton,A.,Tessier,D.,Ogawa,Y.,and Takizawa,S.: "Scaly fabrics in sheared clays from the decollement zone of the Barbados Accretionary Prisms" ODP Leg 156. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results. 156(in press).
• [文献書誌] M.Torii,K.Fukuma,C.-S.Horng,and T.-Q.Lee: "Magnetic discrimination of pyrrhotite-and greigite-bearing sediment samples" Geophysical Resarch Letters. 23. 18313-1816 (1996)
• [文献書誌] Saito,S.: "Major and trace element geochemistry of sediments from East Greenl and Continantal Rise : An implication for sediment provenance and source area weathering" Proccedings of the Ocean Drilling Program,Scientific Results. 152(印刷中). (1996)
• [文献書誌] Suyehiro,K.: "Lithosphere and asthenosphere models by seismic data,in Geology and Geophysics of the Japan Sea,eds.N.Isezaki et al." Japan-Russia Monograph, 413-420 (1996)
• [文献書誌] Silver,E.,Kimura,G.,Blum,P.,and Leg 170 Shipboard Party: "Proceedings of the Ocean Drilling Program,Initial Reports,170" College Station,TX (Ocean Drilling Program)(印刷中), (1997)
• [文献書誌] Moore,J.C.,Klaus,A.,and Leg 171A Shipboard Party: "Proceedings of the Ocean Drilling Program,Initial Reports,171A." College Station,TX (Ocean Drilling Program)(印刷中), (1997)