日仏共同ポリネシア海底観測・調査による上昇プルームの実態解明

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16253002
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 深尾 良夫 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, センター長 (10022708)
• 研究分担者: 末次 大輔 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, グループリーダー (20359178) ; 塩原 肇 東京大学, 地震研究所, 助教授 (60211950) ; 羽生 毅 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, 研究員 (50359197) ; 仲 二郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, 研究員 (10344300) ; 杉岡 裕子 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, 研究員 (00359184)
• キーワード: ホットスポット / スーパープルーム / 広帯域海底地震計 / 火山岩 / 表面波トモグラフィー / マントル遷移層

研究概要

1.広帯域海底地震計の回収
2004年8月にソサエティー・ホットスポット周辺に設置した2台の広帯域海底地震計を回収する航海を2005年6月に実施し、2台とも無事回収した。回収された地震計には10か月分の良好な波形が記録されていた。これで本計画による海底地震観測は終了した。
2.上部マントル構造(深さ0-200km)の推定
回収された広帯域海底地震計を解析し、表面波トモグラフィーによる仏領ポリネシア上部マントル3次元構造を推定した。解析には陸上定常観測点のデータも用いた。仏領ポリネシア地域の平均的な上部マントル速度が同様の海洋底年代を持つ北太平洋上部マントル速度より数%遅いこと、ホットスポット近傍においては特に遅い速度を持つことが分かった。ホットスポット付近の低速度異常は、多くの場合対象とした深さ0-200km全体にわたって検出され、背弧海盆や中央海嶺などに伴う低速度異常よりも深い。
3.マントル遷移層(深さ400-700km)の不連続面凹凸の推定
回収された広帯域海底地震計を解析し、マントル遷移層不連続面(410km、660km不連続面)の深さとマントル遷移層の厚さを推定した。仏領ポリネシアの遷移層厚さは、平均的には全地球平均値と近く、広域的な温度異常はないことが分かった。ただ、ソサエティー・ホットスポットの南東だけは局所的に660km不連続面は浅く、遷移層が薄くなっていることが分かった。温度に直すと200-300度周囲よりも高い。ここでは局所的に下部マントルから660km不連続面を貫通して高温プルームが上昇していると考えられる。
4.火山岩分析
フランスIPGPのAlain Bonneville教授らが採取したドレッジ試料の基礎的分析を行い、来年度に予定されている仏領ポリネシア海底火山岩の分析に備えた。

研究成果

• [雑誌論文] 3-D shear wave structure beneath the Philippine Sea from land and ocean bottom broadband seismograms (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Isse, H.Shiobara(第3著者), H.Sugioka, D.Suetsugu(第7-8著者), T.Kanazawa(第9著者), Y.Fukao(第11著者)ほか6名
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. (印刷中)
• [雑誌論文] Probing south Pacific mantle plumes with ocean bottom seismographs (2005)
  • 著者名/発表者名: D.Suetsugu, H.Shiobara, H.Sugioka(第1-3著者), T.Kanazawa, Y.Fukao(第10-11著者)ほか6名
  • 雑誌名: EOS, Trans. AGU 86 ページ: 429-435
• [雑誌論文] Mantle discontinuity depths beneath the west Philippine basin from receiver function analysis of deep-sea borehole and seafloor broadband waveforms (2005)
  • 著者名/発表者名: D.Suetsugu(第1著者), T.Kanazawa(第4著者), H.Shiobara, H.Sugioka(第8-9著者), Y.Fukao(第11著者)ほか6名
  • 雑誌名: Bull.Seism.Soc.Am. 95 ページ: Doi:10.1785/0120040169
• [雑誌論文] Submarine volcanic activity, ocean-acoustic waves and internal ocean tide (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Sugioka, Y.Fukao, T.Hibiya
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 32 ページ: Doi:10.1029/2005GL024001
• [雑誌論文] Hafnium isotope ratios of nine GSJ reference samples (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Hanyu, S.Nakai, R.Tatsuta
  • 雑誌名: Geochemical Journal 39 ページ: 83-90
• [雑誌論文] High-velocity lid of East Antarctica : Evidence of a depleted continental Iithosphere, (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Kuge, Y.Fukao
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 110 ページ: Doi:10.1029/2004JB003382