2 0 0 0 OA 海洋トランスフォーム断層を通じて地球内部に運ばれる水
地球内部の水の分布状況と循環についての理解を深めることをめざし、水の入り口として重要な海洋トランスフォーム断層(OTF)及び断裂帯において、学術研究船「白鳳丸」を用いて中央インド洋のマリーセレストOTFとアルゴOTF及び周辺海域(13°-18°S)の地球物理・化学観測を実施した.観測結果の解析により,1)OTF内の断層分布とテクトニックな発達史、2)蛇紋岩体分布可能性の有無,3)周辺も含めた海洋地殻の組成と変質過程を明らかにし,4)蛇紋岩化に伴う流体湧出を検証するためのメタンの分析が進行中である.
中央海嶺における火成活動は、固体地球から海洋へ熱・物質を供給する重要なプロセスであり、潜在的に全球の気候変動にも影響を与えている。海底拡大に伴う定常的なCO2放出量は2×1012 mol/yr(~0.041 ppmv)程度と考えられてきた(Resing et al., 2004)が、近年指摘され始めた海水準変動(海底での荷重変動)に伴う間欠的な海底マグマ噴出現象(Tolstoy, 2015, Crowley et al., 2015)が正しければ、中央海嶺からの一時的なCO2放出量はアイスコアや海底堆積物から復元される数百ppmの大気中CO2濃度と比較しても無視できないほど大きくなる可能性がある。これまでの古気候復元や将来予測では考慮されてこなかった中央海嶺火成活動の寄与を検証するため、中央海嶺からのCO2放出量を定量的に評価できる観測証拠の取得が望まれる。 そこで我々の研究グループは、全球気候変動における中央海嶺マグマ活動の役割を明らかにするため、学術研究船「白鳳丸」の次期3カ年航海へ新たな研究計画を提案した。本研究では、世界初の試みとなる長大測線の深海磁気異常と海底地形データの解析、および新たに開発する海底拡大–火成活動モデルに基づき、過去430万年間の中央海嶺のマグマ噴出量とそれに伴うCO2排出量の定量的推定を目指す。中央海嶺の拡大軸近傍において船上マルチビーム音響測深機によって海底地形を観測して海底地形の短波長変動を捉え、海底近傍での高分解能磁場変動を観測してグローバルな古地磁気強度変動と比較することで海底に詳細な年代軸を挿入する。研究対象は、南極大陸を囲むように分布する中央海嶺のなかでも、高いメルト生産量を持つ南太平洋の高速拡大海嶺およびインド洋–南大洋の低速–中速拡大海嶺とした。海水準変動に対するマグマレスポンスを海底地形記録から検出することに加えて、海水準変動の振幅が小さいと考えられている340万年以前の変動を捉えることを通して、”本当に海水準変動が中央海嶺メルトの噴出に直接的に作用し栓抜きのような役割を担っているのか?”を検証する。 本講演では、我々の観測計画の概要とこれまでに得られている知見を紹介するとともに、全球気候変動の理解における中央海嶺研究の意義を述べる。
- 著者
- 浦辺 徹郎 沖野 郷子 砂村 倫成 石橋 純一郎 高井 研 鈴木 勝彦
- 出版者
- Tokyo Geographical Society
- 雑誌
- 地學雜誌 (ISSN:0022135X)
- 巻号頁・発行日
- vol.118, no.6, pp.1027-1036, 2009-12-25
- 被引用文献数
- 4 1
Since the discovery of rich microbial communities at and around seafloor hydrothermal sites, their extension towards the oceanic crust beneath the seafloor is of great interest not only for microbial physiology/ecology but also for a wide range of Earth and planetary sciences. How can the communities survive in such an extreme environment? What kinds of metabolism are in action? It is proposed that the sub-seafloor ecosystems are characterized by different kinds of chemosynthetic primary production (carbon fixation), all of which are supported by chemical energy supplied from the sub-seafloor aquifers. We designate the unseen aquifers as sub-seafloor TAIGAs (great rivers) which are responsible for a geochemical flux equivalent to or even larger than that of terrestrial river runoff (<i>e.g.</i> Wheat and Mottl, 2000). Besides, they are responsible for supplying nutrients to microbes beneath the seafloor. We hypothesize that there are four representative TAIGAs based on the chemical energy of compounds of sulfur, carbon (methane), iron, and hydrogen, all of which are supported by the TAIGAs. It is important to note that the sub-seafloor ecosystems are controlled extensively by or are mutually related to the types of TAIGA that flow at the site. The hypothesis can be tested through cooperative research among microbiologists, geochemists, geophysicists, and geologists.
1 0 0 0 OA 大河計画統括と航海調整
1 0 0 0 OA 中央海嶺および島弧火山系海底熱水鉱床の生成機構と探査手法に関する研究
研究期間内に複数回の海底熱水鉱床探査航海を実施し、まだ未確立の部分の多い海底熱水鉱床の探査手法の確立を目指し、同時に海底熱水鉱床の形成機構に関する研究を実施。海底熱水鉱床が形成される中央海嶺系(実験海域:インド洋)、島弧火山系(伊豆小笠原火山弧)の比較研究により研究を実施する。探査航海に使用する装置としては、有人潜水調査船「しんかい6500」、ROV(Remote Operated Vehicle : 有索無人潜水艇)、海水化学現場分析装置を搭載した採水システム、潜水船等搭載型深海磁力計を使用し、深海探査を実施する。本研究期間中に、中央海嶺および島弧火山系のそれぞれにおいて新たな熱水鉱床を複数発見することを目指す。探査手法として(X)磁気探査手法と(Y)化学探査手法についての開発を行う。