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2011 年度 実績報告書

海半球計画の新展開:最先端の海底観測による海洋マントルの描像

研究課題

研究課題/領域番号 22000003
研究種目

特別推進研究

研究機関東京大学

研究代表者

歌田 久司  東京大学, 地震研究所, 教授 (70134632)

研究分担者 末次 大輔  独立行政法人海洋研究開発機構, その他部局等, プログラムディレクター (20359178)
塩原 肇  東京大学, 地震研究所, 准教授 (60211950)
川勝 均  東京大学, 地震研究所, 教授 (60242153)
一瀬 建日  東京大学, 地震研究所, 助教 (60359180)
馬場 聖至  東京大学, 地震研究所, 助教 (70371721)
キーワード海洋マントル / リソスフェア / アセノスフェア / マントル遷移層 / 海底観測 / 最先端技術
研究概要

平成23年8月に予定されていた海洋研究開発機構の研究船「かいれい」による観測航海は、東日本大震災の影響で11月に延期して実施された。航海では、従来型の広帯域海底地震計(BBOBS)と海底電磁力計(OBEM)をそれぞれ8台づつ、本研究の対象海域(北西太平洋)に設置した。また、前年6月に設置した装置のうちBBOBSおよびOBEMそれぞれ1台を回収することに成功した。しかし、同海域における11月の海況を考慮して、無人探査機「かいこう7000II」を利用した新型の海底地震計(BBOBS-NX)と海底電位差計(EFOS)の設置は、次年度(平成24年度)に実施することにした。平成24年度の航海の申請は採択され、8月に実施されることが内定した。
回収した装置が記録したデータは良好で、地震計には東北地方太平洋沖地震時の波形記録も明瞭に記録されていることが確かめられた。また、電磁力計には津波に伴う電磁場変動が記録されており、津波シミュレーションと組み合わせた数値モデルでその発生機構を明らかにすることができた。
一方、既存の観測データの収集および解析を進めるとともに、「ふつうの海洋マントル」の物性モデル構築へ向けて室内実験および数値モデリングを進めた。有機物多結晶体の非弾性特性および粘性を、粒径と温度の関数として系統的に測定し、多結晶体の非弾性特性に成り立つ相似則を確立した。また、新たなデータ解析手法の開発にも取り組み、海底地形の効果を正確に考慮した3次元電気伝導度インバージョン解析手法を開発した。これらを含む研究成果は、国際学術誌の論文や国内外の学会等での発表により公表した。研究者向けのホームページおよび一般向けのホームページを通じた情報発信を継続して行なった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究の目的を達成するためには、海底観測機器を西太平洋に設置して長期観測を行ってデータを取得する必要がある。しかし、平成23年3月11日に東北地方太平洋沖地震が発生したために、8月に予定していた航海が11月後半に延期され、航海日数の短縮により予定の一部しか実施できなかった。

今後の研究の推進方策

平成23年度は東日本大震災の影響で、研究船による航海が予定通り実施できなかったが、次年度の研究船による航海は確保されている(平成24年8月17日~9月5日)ので、研究実施期間内に十分なデータを取得することが可能である。また、既存データの解析・解析手法の開発・物性実験などは順調に推進できている。

  • 研究成果

    (49件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A regularized three-dimensional magnetotelluric inversion with a minimum gradient constraint2012

    • 著者名/発表者名
      Zhang, L.L.
    • 雑誌名

      Geophys. J. Int.

      巻: 189 ページ: 296-316

    • DOI

      doi: 10.1111/j.1365-246X.2012.05379.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of ridge-like structures in the Pacific Large Low-Shear-Velocity Province2012

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, N.
    • 雑誌名

      Earth Planet. Sci. Lett.

      巻: 319-320 ページ: 55-64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basal reflector under the Philippine Sea Plate2012

    • 著者名/発表者名
      Tonegawa, T.
    • 雑誌名

      Geophys. J. Int.

      巻: 189 ページ: 659-668

    • 査読あり
  • [雑誌論文] At the bottom of the oceanic plate (Perspective)2012

    • 著者名/発表者名
      Kawakatsu, H.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 335 ページ: 1448-1449

    • 査読あり
  • [雑誌論文] TIARES project -Tomographic investigation by seafloor array experiment for the Society hotspot2012

    • 著者名/発表者名
      Suetsugu, D.
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 64 ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximate treatment of seafloor topographic effects in three-dimensional marine magnetotelluric inversion2012

    • 著者名/発表者名
      Tada, N.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 64 ページ: 1005-1021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高速拡大中央海嶺下の電気伝導度構造とマントルダイナミク ス2012

    • 著者名/発表者名
      馬場聖至
    • 雑誌名

      月刊地球

      巻: 34 ページ: 231-235

  • [雑誌論文] Geomagnetic field changes in response to the 2011 Off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake and Tsunami2011

    • 著者名/発表者名
      Utada, H.
    • 雑誌名

      Earth Planet. Sci. Lett.

      巻: 311 ページ: 11-27

    • DOI

      doi:10.1016/j.epsl.2011.09.036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slab melting versus slab dehydration in subduction-zone magmatism2011

    • 著者名/発表者名
      Mibe, K.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 108 ページ: 8177-8182

    • DOI

      DOI: 10.1073/pnas.1010968108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] P and S-receiver function analysis of seafloor borehole broadband seismic data2011

    • 著者名/発表者名
      Kumar, P.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 116 ページ: B12308

    • DOI

      doi:10.1029/2011JB008506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the role of anisotropic viscosity for plate-scale flow2011

    • 著者名/発表者名
      Becker, T.
    • 雑誌名

      Geophy. Res. Lett.

      巻: 38 ページ: L17307

    • DOI

      doi:10.1029/2011GL048584

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seismogenic characteristics of the Northern Mariana shallow thrust zone from local array data2011

    • 著者名/発表者名
      Emry, E.L.
    • 雑誌名

      Geochem. Geophys. Geosys.

      巻: 12 ページ: Q12008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional structure of P-wave anisotropy in the presence of small-scale convection in the mantle wedge2011

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M.
    • 雑誌名

      Geochem. Geophys. Geosyst

      巻: 12 ページ: Q12010

    • DOI

      doi:10.1029/2011GC003866

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental study of attenuation and dispersion over a broad frequency range: The apparatus2011

    • 著者名/発表者名
      Takei, Y.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 116 ページ: B09204

    • DOI

      doi:10.1029/2011JB008384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anelasticity and viscosity of partially molten rock analogue: Toward seismic detection of small quantities of melt2011

    • 著者名/発表者名
      C. McCarthy
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 38 ページ: L18306

    • DOI

      doi:10.1029/2011GL048776

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fault-zone conductor beneath a compressional inversion zone, northeastern Honshu, Japan2011

    • 著者名/発表者名
      H. Ichihara
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 38 ページ: L09301

    • DOI

      doi:10.1029/2011GL047382

    • 査読あり
  • [学会発表] A discussion on the cause of high electrical conductivity in the oceanic upper mantle

    • 著者名/発表者名
      Utada, H.
    • 学会等名
      JpGU spring meeting
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
    • 招待講演
  • [学会発表] 2011年東北地方太平洋沖地震および津波に伴う地磁気変化

    • 著者名/発表者名
      歌田久司
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会130回総会
    • 発表場所
      神戸大学、神戸
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent developments of ocean bottom seismic and electromagnetic instruments operated by ROV

    • 著者名/発表者名
      H. Shiobara
    • 学会等名
      UT11&SSC11 Joint Symposium
    • 発表場所
      Cona, Hawaii
  • [学会発表] Seismological views on the oceanic asthenosphere and the LAB above

    • 著者名/発表者名
      Kawakatsu, H.
    • 学会等名
      Gordon Conference on Interior of the Earth
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 招待講演
  • [学会発表] Seismological views on the oceanic asthenosphere and the LAB above

    • 著者名/発表者名
      Kawakatsu, H.
    • 学会等名
      International Symposium on Ocean Mantle Dynamics: from spreading center to subduction zone
    • 発表場所
      大気海洋研究所、柏
  • [学会発表] Upper-mantle tomography with array analysis of triplicated P-arrivals observed by NECESSArray

    • 著者名/発表者名
      N. Takeuchi
    • 学会等名
      AGU Fall meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] Seismic structure of the western Pacific regions

    • 著者名/発表者名
      N. Takeuchi
    • 学会等名
      Workshop on ``New Horizons in the Earth Sciences: Deep Earth and Geodynamics'' in Todai Forum
    • 発表場所
      Paris, France
  • [学会発表] NECESSArrayトリプリケーションデータを用いた上部マントルP波走時トモグラフィー

    • 著者名/発表者名
      竹内 希
    • 学会等名
      日本地震学会
    • 発表場所
      静岡大学、静岡
  • [学会発表] Basal reflector under the Philippine Sea Plate

    • 著者名/発表者名
      Tonegawa, T.
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] P-wave tomography of Northeastern China observed with NECESSArray

    • 著者名/発表者名
      Obayashi M.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] Seismic evidence for upwelling of asthenosphere beneath Northeast China from S wave tomography

    • 著者名/発表者名
      Obayashi M.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] ガイド波をもちいた海洋リソスフェアの構造の解明

    • 著者名/発表者名
      志藤 あずさ
    • 学会等名
      JTABS第三回ワークショップ
    • 発表場所
      JAMSTEC, 東京
  • [学会発表] ソサエティーホットスポット(仏領ポリネシア)付近での海底地球物理観測

    • 著者名/発表者名
      末次 大輔
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
  • [学会発表] マントル遷移層の地震学的構造

    • 著者名/発表者名
      末次 大輔
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
  • [学会発表] Development of a 3-Dimensional Forward Program for Magnetometric Resistivity (MMR) Method: Application to Alice Springs Field in the Central Mariana Trough

    • 著者名/発表者名
      Tada, N.
    • 学会等名
      International Workshop on Ocean Mantle Dynamics: from Spreading Center to Subduction Zone
    • 発表場所
      大気海洋研究所、柏
  • [学会発表] Importance of treating seafloor topography in inversion of 3-D marine MT data

    • 著者名/発表者名
      Tada, N.
    • 学会等名
      EGU General Assembly
    • 発表場所
      Vienna, Austria
  • [学会発表] 海底地形効果の3 次元海底MTインバージョンへの組込み

    • 著者名/発表者名
      多田 訓子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
  • [学会発表] ソサエティー・ホットスポットの海底アレイ観測によるトモグラフィー研究(TIARES)計画:海底電磁気観測の速報

    • 著者名/発表者名
      多田 訓子
    • 学会等名
      第130回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      神戸大学、神戸
  • [学会発表] NECESSArrayで観測されたケルマデック地域地震のP波振幅変化

    • 著者名/発表者名
      田中 聡
    • 学会等名
      日本地震学会
    • 発表場所
      静岡大学、静岡
  • [学会発表] Depth Variation of Inner Core Hemisphericity from PKP(DF) and PKP(Cdiff): P-Wave Velocity and Attenuation Structures for Equatorial Paths

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, S.
    • 学会等名
      IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
  • [学会発表] P-wave Velocity Structure in the Lowermost 600 km of the Mantle beneath Western Pacific Inferred from Travel Times and Amplitudes Observed with NECESSArray

    • 著者名/発表者名
      S Tanaka
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] 表面波を用いた南太平洋大海膨の上部マントル 3 次元 S 波速度構造

    • 著者名/発表者名
      一瀬建日
    • 学会等名
      日本地震学会
    • 発表場所
      静岡大学、静岡
  • [学会発表] Anisotropic structures of the upper mantle beneath the northern Philippine Sea region from Rayleigh and Love wave tomography

    • 著者名/発表者名
      Isse, T.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] Effect of partial melting on seismic wave velocities and attenuation

    • 著者名/発表者名
      Y. Takei
    • 学会等名
      IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
  • [学会発表] Attenuation and dispersion in melt-free and melt-bearing Earth analogue materials

    • 著者名/発表者名
      C. McCarthy
    • 学会等名
      IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
  • [学会発表] Electromagnetic constraints on the struture of the oceanic upper-mantle: Consistencies and inconsistencies with other observations

    • 著者名/発表者名
      Evans, R. L.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] Variation in electrical conductivity of oceanic upper mantle with the lithospheric age

    • 著者名/発表者名
      Baba, K.
    • 学会等名
      International Workshop on “Ocean Mantle Dynamics: from Spreading Center to Subduction Zone”
    • 発表場所
      大気海洋研究所、柏
  • [学会発表] Marine magnetotelluric study on petit-spot volanism in northwestern Pacific

    • 著者名/発表者名
      Baba, K.
    • 学会等名
      8th annual meeting AOGS
    • 発表場所
      台北、台湾
  • [学会発表] フィリピン海および太平洋西縁下の上部マントル電気伝導度構造

    • 著者名/発表者名
      馬場聖至
    • 学会等名
      Blue Earth '12
    • 発表場所
      東京海洋大学、東京
  • [学会発表] 高速拡大中央海嶺下の電気伝導度構造

    • 著者名/発表者名
      馬場聖至
    • 学会等名
      日本地質学会・日本鉱物科学会合同大会
    • 発表場所
      茨城大学、水戸
  • [図書] 地球の声に耳をすませて2012

    • 著者名/発表者名
      大木聖子
    • 総ページ数
      143
    • 出版者
      くもん出版
  • [備考] ふつうの海洋マントル

    • URL

      http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/yesman/index_j.html

  • [備考] 海底からのぞく新しい地球

    • URL

      http://www.noman.jp/

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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