太平洋およびインド洋における新生代のグローバル物質循環と環境変動の因果律の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12J09919
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安川 和孝 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: グローバル物質循環 / 地球環境変動 / 多変量解析 / 深海底堆積物 / 太平洋 / インド洋

研究実績の概要

本研究では，太平洋やインド洋で採取された深海底堆積物コア試料の地球化学的分析を行い，構築された大規模な化学組成データセットの多変量統計解析に基づいて，新規レアアース資源として有望視されている「レアアース泥」の生成機構を明らかにするとともに，こうした深海底における元素濃集と新生代のグローバル物質循環や環境変動の関連を解明することを目的とした．
本年度は，前年度に引き続き深海底堆積物試料の全岩化学分析を実施し，累計3,512試料の分析が完了した．この大規模な化学組成データセットに対して独立成分分析による多変量統計解析を行った結果，太平洋とインド洋の深海底堆積物の化学組成を特徴づける独立成分として，レアアース濃集を示す成分，生物源炭酸カルシウム，生物源シリカ，火山性砕屑物成分，海底熱水活動起源成分などが抽出された．さらに，各試料の堆積年代とプレートテクトニクスに基づく大陸配置の復元結果，及び上記の独立成分分析結果を統合し，過去6,500万年の深海底堆積物を構成する主要素の時空間的変遷を描いた．これにより，赤道域では新生代を通じて生物生産性が高かったこと，従来同一に扱われてきた遠洋性粘土型のレアアース泥は大きく2つのタイプに分けられることなどが明らかとなった．独立成分の特徴，試料のオリジナルデータ (全岩化学組成) の特徴，海水から沈積するレアアースの質量収支などを詳細に検討した結果，レアアース泥の生成を支配する重要な因子は堆積速度であると結論づけられた．また，レアアース濃集独立成分の時間変化には新生代の気候変動の指標となる海洋深層の酸素同位体比の変動との関連が見られた．これは，プレートの移動や全球的環境変動が遠洋域の堆積速度に影響し，深海底における特異的なレアアースの濃集と密接に関連していることを示唆するものである．

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Geochemistry of deep-sea sediments in the Indian Ocean: Implications for the potential distribution of REY-rich mud in the Indian Ocean (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, K., Nakamura, K., Fujinaga, K., Machida, S., Ohta, J., Takaya, Y. and Kato, Y.
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 新たな深海底鉱物資源 “レアアース泥” の探査と開発に向けた取り組み (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤永公一郎・安川和孝・高谷雄太郎・大田隼一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
  • 雑誌名: Journal of MMIJ 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] REY-rich mud: a new deep-sea mineral resource for rare-earth and yttrium (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Fujinaga, K., Yasukawa, K., Takaya, Y., Ohta, J., Machida, S., Haraguchi, S. and Kato, Y
  • 雑誌名: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths 巻: 46 ページ: 79-127
  • DOI: 10.1016/B978-0-444-63260-9.00268-6
• [雑誌論文] Geochemistry and mineralogy of REY-rich mud in the eastern Indian Ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, K., Liu, H., Fujinaga, K., Machida, S., Haraguchi, S., Ishii, T., Nakamura, K. and Kato, Y.
  • 雑誌名: Journal of Asian Earth Sciences 巻: 93 ページ: 25-36
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2014.07.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 独立成分分析に基づく南鳥島EEZ内の深海底堆積物の統計的特徴 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝・大矢和孝・大田隼一郎・高谷雄太郎・藤永公一郎・中村謙太郎・岩森光・加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉
  • 年月日: 2015-05-25
  • 招待講演
• [学会発表] 独立成分分析による南鳥島レアアース泥の地球化学データ解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝・中村謙太郎・藤永公一郎・町田嗣樹・大田隼一郎・高谷雄太郎・飯島耕一・岩森光・加藤泰浩
  • 学会等名: 日本希土類学会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター，鹿児島
  • 年月日: 2015-05-21
• [学会発表] 独立成分分析を用いた深海底堆積物の地球化学データ解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝，中村謙太郎，藤永公一郎，大田隼一郎，高谷雄太郎，町田嗣樹，岩森光，加藤泰浩
  • 学会等名: 2014年度日本地球化学会第61回年会
  • 発表場所: 富山大学，富山
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] 独立成分分析による太平洋深海底堆積物の地球化学データ解析：レアアース泥形成機構に対する示唆 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝，中村謙太郎，藤永公一郎，大田隼一郎，高谷雄太郎，町田嗣樹，岩森光，加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地質学会第121年学術大会
  • 発表場所: 鹿児島大学，鹿児島
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 南鳥島EEZで発見されたレアアース泥の地球化学的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤永公一郎・加藤泰浩・中村謙太郎・鈴木勝彦・髙谷雄太郎・町田嗣樹・安川和孝・大田隼一郎・荒木修平・劉漢捷・宇佐美諒・牧 亮太・原口 悟・飯島耕一・町山英章・野崎達生・西尾嘉朗・臼井洋一・山崎俊嗣
  • 学会等名: 日本地質学会第121年学術大会
  • 発表場所: 鹿児島大学，鹿児島
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 南鳥島EEZ内におけるレアアース泥の鉱物学的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大田隼一郎・高谷雄太郎・藤永公一郎・中村謙太郎・安川和孝・町田嗣樹・飯島耕一・鈴木勝彦・岩森光・加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地質学会第121年学術大会
  • 発表場所: 鹿児島大学，鹿児島
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 南鳥島EEZのレアアース泥鉱床の開発を目指して (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰浩・鈴木勝彦・中村謙太郎・藤永公一郎・髙谷雄太郎・町田嗣樹・安川和孝・大田隼一郎・野崎達生・飯島耕一・岩森光
  • 学会等名: 日本地質学会第121年学術大会
  • 発表場所: 鹿児島大学，鹿児島
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 独立成分分析を用いた太平洋および南鳥島レアアース泥の地球化学データ解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝，高谷雄太郎，大田隼一郎，藤永公一郎，中村謙太郎，加藤泰浩，岩森光
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 南鳥島EEZ内におけるレアアース泥の構成鉱物の特徴およびその成因への示唆 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大田隼一郎・高谷雄太郎・藤永公一郎・安川和孝・中村謙太郎・町田嗣樹・原口悟・加藤泰浩
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 南鳥島EEZ北部に分布するレアアース泥の地球化学的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤永公一郎・加藤泰浩・中村謙太郎・鈴木勝彦・町田嗣樹・高谷雄太郎・安川和孝・大田隼一郎・原口悟・荒木修平・劉漢捷・宇佐美諒・牧亮太・飯島耕一・西尾嘉朗・臼井洋一・野崎達生・MR13-E02 Leg2乗船者一同・KR14-02乗船者一同
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] サブボトムプロファイラで見た南鳥島EEZにおけるレアアース泥の分布と特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村謙太郎・町田嗣樹・藤永公一郎・加藤泰浩・鈴木勝彦・高谷雄太郎・安川和孝・大田隼一郎・原口悟・荒木修平・劉漢捷・宇佐美諒・牧亮太・飯島耕一・西尾嘉朗・臼井洋一・野崎達生・MR13-E02 Leg2乗船者一同・KR14-02乗船者一同
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 南鳥島レアアース泥の調査結果概要と今後の調査・研究計画 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木勝彦・飯島耕一・加藤泰浩・藤永公一郎・柏原輝彦・中村謙太郎・町田嗣樹・野崎達生・高谷雄太郎・安川和孝・大田隼一郎・原口悟・荒木修平・劉漢捷・西尾嘉朗・臼井洋一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] インド洋海底堆積物を用いた前期始新世 “Hyperthermals” イベントの復元 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安川和孝・中村謙太郎・加藤泰浩・池原実
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2014-04-28
• [備考] 東京大学大学院工学系研究科エネルギー･資源フロンティアセンター/システム創成学専攻 加藤・中村研究室
  • URL: http://egeo1.geosys.t.u-tokyo.ac.jp/kato/yasukawa.html