Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

温泉水 / スラブ起源 / 塩水 / 深部流体 / 沈み込み帯 / 構造線 / 同位体 / REE / 物質循環 / スラブ / 熱水 / 流体 / 沈み込み / 有馬型 / スラブ起源流体 / 有馬

沈み込み帯前弧域において，スラブ流体が直接的に上昇・湧出している可能性を，スラブ流体検出の有効性が高い重元素を用いて制約することを目指し，温泉水に含まれる低含有量重元素の濃縮，抽出手法の開発と分析を行った．
その結果，鉄共沈法を用いてSr-Nd-Pb同位体組成を得ることに初めて成功し，有馬温泉水の起源がフィリピン海スラブにあることを明らかにした（Nakamura et al., 2014）．また，温泉水中の希土類元素の効率的分析方法を開発し，その濃度やパターンから，スラブ由来流体が構造線沿いに余り地殻物質と反応することなく上昇し，浅部で天水と混合して組成多様性を生むことを明らかとした．

地殻 / マントル化学 / 沈み込み / 不均質 / 沈み込み帯 / マントル / 組成異常 / スラブ / 流体 / マグマ / 組成 / 独立成分

沈み込み帯の火山岩組成から、沈み込んだスラブ由来成分を取り除き、マントル同位体組成およびその地球規模での不均質性を読取ることに成功した。海洋玄武岩と合わせた解析の結果、地球のマントルがおよそ東西半球に分かれることが分かった。超大陸下への集中した沈み込みが原因で、水溶液成分が東半球下に濃集した一方、西半球下はそのような成分に乏しいことを表すと考えられる。

地震 / 地球・惑星内部構造 / 地質学 / ニュージーランド / ヒクランギ海台 / 構造探査 / 沈む込み帯 / 巨大地震 / 大都市 / 分岐断層 / プレート境界 / プレート / ヒクランギ / アスペリティ / 制御震源地震探査 / 固着域 / 沈み込み帯 / 地殻構造 / 上部マントル / 流体

ニュージーランド北島の南部において,大規模な制御震源地震探査及び変動地形超査を実施した.その結果,沈み込む太平洋プレート及びその上盤側のオーストラリアプレートの詳細な構造が判明した.沈み込むプレート(HikurangiPlateau)は,北島中央部で傾きを大きく変化させ,その部分に海洋性地殻が付加した低速度異常構造が見られる.Wairapapafault等の巨大分岐断層は,その部分から東に向かって派生している.

レオロジー / 地殼マントル物質 / 沈み込み帯 / 中深発地震 / 岩石レオロジー / 高温高圧変形実験 / 含水量 / 差応力 / 脆性-延性転移 / 固体圧試験機 / 蛇紋岩 / 脱水反応 / 沈み込みスラブ / 地震 / アンチゴライト / 応力-歪曲線 / 固体圧式変形試験機 / 応力 / 脆性一延性 / 地震発生構 / 流体 / 後方電子散乱増

沈み込みスラブの2重震発面における地震発生メカニズムとして,蛇紋岩化したマントルの脱水脆性化説が有力視されてきた.しかし従来のガス圧式変形試験機による実験は地下15kmまでの条件に限られており,同じメカニズムを深さ200kmにおよぶ沈み込みスラブの中深発地震にあてはめることはできない.そこで我々は固体圧式変形試験機によって,より高圧における蛇紋岩の力学的挙動を調べるとともに,実験試料の変形組織を観察し,従来の学説とは異なる「脱水軟化」現象を明らかとした.

沈み込み帯 / 地震活動 / 海嶺 / 三重会合点 / チリ海溝 / 流体 / 低速度層

南米チリの三重会合点付近の南緯44度から49度、西経74度から71度に、合計60台の地震計によって2年間にわたってデータを取得した(広帯域地震計20台(2年間のデータ取得)、短周期地震計40台(1年間のデータ取得))。本年度は、得られたデータに基づき、地震波トモグラフィー(P波、S波)、表面波解析、およびレシーバーファンクション解析を行い、地域下の地殻・マントルの地震波速度構造を制約した。P波およびS波を用いたトモグラフィー解析では、沈み込むスラブのイメージが比較的明瞭に描かれており、調査地域の北から南に向かって系統的に沈み込むスラブの形状および周辺の速度構造が変化することがわかった。北部では、数十Maの年齢をもつ本地域内では比較的古いプレートが沈み込むが、ここではスラブが10-20度の浅い角度で沈み込み、東側(より内陸より)100-200KM(水平距離)において急に折れ曲がり、30-45度程度の急角度な沈み込みが起こっている。海嶺沈み込みの起こっているタイタオ半島を含むセグメントおよびそれ以南でも同様の折れ曲がりが見られるが、ここでは、スラブの下側および沈み込んだ海嶺に相当する部分で顕著な低速度領域がみられ、海嶺沈み込みにより、熱いマントル物質が浅所にまで到達していることを示唆する。さらに、スラブが折れ曲がる位置が南に行くほど内陸側にずれるため、スラブウインドウ(沈み込んだ海嶺に対応する隙間)以外にも、セグメント間に「隙間」が存在することが示唆される。本地域の平均的な地震波速度構造はグローバルな平均的構造よりも10%近くも低速度であること、および(おそらくは地殻内部に)明らかな異方性が認められることなどが分かった。また,温度構造を考慮した物質科学的研究も行い,海嶺の沈み込みをともなうサブダンクションの描像を得ることができた。

【研究分担者】
中井俊一	東京大学	地震研究所	教授	(Kakenデータベース)
岩森光	国立研究開発法人海洋研究開発機構	地球内部物質循環研究分野	分野長	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
横山哲也	東京工業大学	理工学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
平田岳史	京都大学	理学(系)研究科(研究院)	教授	(Kakenデータベース)
中村仁美	東京工業大学	理工学研究科	特任助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
佐藤比呂志	東京大学	地震研究所	教授	(Kakenデータベース)
蔵下英司 (藏下英司)	東京大学	地震研究所	助教	(Kakenデータベース)
飯高隆	東京大学	地震研究所	准教授	(Kakenデータベース)
石山達也	東京大学	地震研究所	助教	(Kakenデータベース)
加藤愛太郎	東京大学	地震研究所	助教	(Kakenデータベース)
平田直	東京大学	地震研究所	教授	(Kakenデータベース)
宮内崇裕	千葉大学	理学研究科	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
平賀岳彦	東京大学	地震研究所	助教	(Kakenデータベース)
道林克禎	静岡大学	理学部	準教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
岩森光	東京大学	理学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)
平田直	東京大学	地震研究所	教授	(Kakenデータベース)