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2019 年度 実績報告書

海底岩石から直接読み解く沈み込むプレートの変動履歴

研究課題

研究課題/領域番号 17K05715
研究機関東北大学

研究代表者

平野 直人  東北大学, 東北アジア研究センター, 准教授 (00451831)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードプチスポット / 太平洋プレート / アルカリ玄武岩 / プレートの変形 / 単成火山
研究実績の概要

沈み込むプレートの構造や変動過程は、これまで調査船による海底音響測深を用いた海底地形観測(e.g. Fujiwara et al., 2011)や、地震波による海底下の構造探査(e.g. Kodaira et al., 2014)により議論されてきた。また、沈み込むプレート自身に引っ張られて発生する正断層群による地形であり、海溝海側斜面に特徴的な構造であるホルストアンドグラーベン構造から海水が地下に浸透し、沈み込むプレートの性質を変えてしまっている可能性を示す観測事実も示された(Fujie et al. 2018)。一方で、沈み込むプレート自身の構造や構成岩石が分かっておらず、プチスポット火山の発見(Hirano et al., 2006)も含め、沈み込むプレートそのものの概念を変わる可能性があり、本研究課題はその岩石そのものを採取し、沈み込むプレートの組成改変や構成岩石の情報を確立する。

昨年度行った本研究対象海域における調査航海(KS-18-9)により、これまでのプチスポット火山とはプレート応力場が異なる場からマグマ組成が異なる強アルカリマグマ系列のカンラン石斑晶を含有するより未分化な岩石が採取された。これらはマグマが上昇する間の交代作用(Pilet et al., 2016)の影響が少なく、マグマ源のアセノスフェアの物質そのものに近い成分である事が確認された(Sato et al., 2018)。これら岩石が持つMg、Pbなどの同位体の情報から、マグマ源としてのアセノスフェアの化学組成が天然の試料から初めて解明された(Liu, Hirano et al., 2020, Nature Comm.)。また、マリアナ海溝沖の南鳥島周辺の深海底からプレート凹屈曲場で活動する同様のプチスポット火山も発見された(Hirano et al., 2019)。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Bayerisches Geoinstitut(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Bayerisches Geoinstitut
  • [国際共同研究] University of Lausanne(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Lausanne
  • [国際共同研究] Miami University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Miami University
  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      Nanyang Technological University
  • [国際共同研究] Ministry of Natural Resources(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Ministry of Natural Resources
  • [雑誌論文] Melting of recycled ancient crust responsible for the Gutenberg discontinuity2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Jia、Hirano Naoto、Machida Shiki、Xia Qunke、Tao Chunhui、Liao Shili、Liang Jin、Li Wei、Yang Weifang、Zhang Guoying、Ding Teng
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 172

    • DOI

      10.1038/s41467-019-13958-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Alkali basalt from the Seifu Seamount in the Sea of Japan: post-spreading magmatism in a back-arc setting2020

    • 著者名/発表者名
      Morishita Tomoaki、Hirano Naoto、Sumino Hirochika、Sato Hiroshi、Shibata Tomoyuki、Yoshikawa Masako、Arai Shoji、Nauchi Rie、Tamura Akihiro
    • 雑誌名

      Solid Earth

      巻: 11 ページ: 23~36

    • DOI

      10.5194/se-11-23-2020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tokoro Belt (NE Hokkaido): an exhumed, Jurassic ? Early Cretaceous seamount in the Late Cretaceous accretionary prism of northern Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Shunta、Hirano Naoto、Dilek Yildirim、Machida Shiki、Yasukawa Kazutaka、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Geological Magazine

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1017/S0016756819000633

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Petit-spot volcanoes on the oldest portion of the Pacific plate2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Naoto、Machida Shiki、Sumino Hirochika、Shimizu Kenji、Tamura Akihiro、Morishita Taisei、Iwano Hideki、Sakata Shuhei、Ishii Teruaki、Arai Shoji、Yoneda Shigekazu、Danhara Tohru、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers

      巻: 154 ページ: 103142~103142

    • DOI

      10.1016/j.dsr.2019.103142

    • 査読あり
  • [学会発表] Geochemical and geological implications of in-situ basalts and petit-spot basalts since Late Cretaceous accretionary complexes in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Shunta, Hirano Naoto, Machida Shiki
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019, T54B-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Petit-spot and seamount rejuvenation overprinting western Pacific plate2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Naoto, Sumino Hirochika
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019, V11E-0142
    • 国際学会
  • [学会発表] Petit-spot submarine volcanoes as a geological perturbation of subducting plate2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Naoto, Yutani Taku, Sakai Shunta
    • 学会等名
      2019 GSA Annual Meeting, 214-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Is mantle upwelling required to produce intraplate magma ? -The counter example of petit-spot volcanoes2019

    • 著者名/発表者名
      Sebastien Pilet, Naoto Hirano
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2019, Geophysical Research Abstracts 21, EGU2019-9408
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemical variations of the asthenosphere inferred from the geochemistry of petit-spot lavas in the NW Pacific plate2019

    • 著者名/発表者名
      桂木悠希, 平野直人, 清水健二, Rodriguez Fidel, Oalmann Jeffrey, 油谷拓
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] アセノスフェア組成の探究:新青丸KS-18-9航海による「直プチ」調査2019

    • 著者名/発表者名
      平野直人, 油谷拓, 桂木悠希, Oalmann Jeffrey, Rodriguez Fidel
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会

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公開日: 2021-01-27  

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