先端的掘削技術を活用した総合海洋掘削科学の推進

課題番号4001

（1）実施機関名：

独立行政法人海洋研究開発機構

（2）研究課題名：

先端的掘削技術を活用した総合海洋掘削科学の推進

（3）関連の深い建議の項目：

1．（1）ウ．地質データ等の収集と整理
1．（2）ア．史料，考古データ，地質データ及び近代的観測データ等に基づく低頻度大規模地震・火山現象の解明
1．（2）イ．プレート境界巨大地震
1．（3）ア．プレート境界地震
1．（3）イ．海洋プレート内部の地震
1．（4）ア．構造共通モデルの構築
4．（2）ウ．観測・解析技術の開発

（4）その他関連する建議の項目：

（5）優先度の高い地震・火山噴火との関連：

• 東北地方太平洋沖地震
• 南海トラフ地震

（6）平成25年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：

○東北地方太平洋沖地震関連

• 東北地方太平洋沖地震調査掘削で実施した掘削同時検層と試料回収により摩擦の低い粘土岩層中にプレート境界断層を認定し、回収した粘土層を用いた地震すべりの再現実験により、地震すべりを発生させる条件を推定した。
• 東北沖の掘削孔に設置した孔内温度観測システムを回収し、データ解析によって地震時の残留摩擦熱および摩擦係数を推定した。

○南海トラフ地震関連 

• 紀伊半島沖南海トラフで海底下1-2km級の掘削を多点で実施し、巨大分岐断層が1944年の東南海地震により活動したこと、プレート境界先端部において地震性の破壊が生じたことなどを明らかにした。
• プレート境界浅部に孔内長期観測システムを設置し、地殻変動監視システムを構築した。

○伊豆・小笠原・マリアナ島弧関連

• 伊豆小笠原弧における流紋岩マグマの成因に関する仮説（中部地殻融解説）を提出した。
• マリアナ弧のNW Rota-1火山の海底噴火を無人探査機で観察し、二種の初生玄武岩マグマを見いだした。また、上部マントルにおける沈み込み帯のマグマの成因に関して新しい仮説を提出し、これらの結果についてプレス発表を行った。
• 島弧地殻の進化に関して新しい知見を提出し、島弧の衝突帯（伊豆-本州衝突帯）において大陸地殻が生成するという仮説を提出した。

（7）本課題の5か年の到達目標：

○第三期中期目標より抜粋
海洋の調査研究、開発において各種データ等を取得するための船舶、海洋観測網、観測機器等を高度化することは、広大な海洋空間を総合的に理解する上で必要不可欠であり、我が国の海洋科学技術を推進する上で極めて重要である。このため、未踏のフロンティアへの挑戦、新たな分野の開拓を可能にする先端的基盤技術を開発するとともに、それらを最大限に活用し、組織横断的に取り組む。
具体的には、地球深部探査船「ちきゅう」等による海洋掘削により、これまで人類が到達できなかった海底下深部において得られた知見を最大限に活用し、新たな科学的命題を解決するための研究開発を行い、国際深海科学掘削計画（International Ocean Discovery Program：IODP）の科学プランの達成に重要な役割を果たす。

（8）本課題の5か年計画の概要：

※本研究課題は当機構の運営費交付金及び受託研究「東北地方太平洋沖で発生する地震・津波の調査観測」等により得られたデータや成果を利用して実施。

○第三期中期計画より関連部分を抜粋

1.  先端的掘削技術を活用した総合海洋掘削科学の推進
   海洋掘削の技術開発は、海底下という未踏のフロンティアへのアプローチを可能なものとし、その結果、多数の研究課題が生まれている。それらを解決するため、国際深海科学掘削計画（IODP）を推進し、「ちきゅう」等による海洋掘削を行うとともに、地球を構成する物質の直接採取、分析及び現場観測を実施し、数値解析手法やモデリング手法等を用いることで、海洋・地球・生命を関連させた全地球内部ダイナミクスモデルの構築とその理解の推進を図り、多様な探査と地球深部への掘削により掘削科学の新たな可能性を切り拓く。さらに、海洋掘削に関する総合的な知見に基づき、今後需要が増すと見込まれる超深度掘削技術の発展に寄与する。

(イ) 掘削試料・掘削孔を利用した地殻活動及び物質循環の動態解明
スケールの異なる各種試料やデータを高精度・高分解能で分析できる手法を構築するとともに、掘削科学の推進に不可欠な掘削技術・計測技術、大深度掘削を可能とする基盤技術を開発する。また、海底観測や広域地球物理探査等によって得られるデータに、掘削孔内において取得される多様なデータや現場実験結果を加えることにより、海底下の構造や性質を立体的に把握し、それらの変動機構の理解につながる仮説を構築する。さらに、仮説の有効性を確認するために、得られたデータ等を用いた数値シミュレーションを実施する。
(ロ) 海洋・大陸のプレート及びマグマの生成並びにそれらの変遷過程の解明
活動的なプレート境界である日本列島周辺海域等において、プレートが生成されてから地球内部に向けて沈み込むまでの構造及びプレート自体の変遷や挙動、沈み込み帯を中心としたプレートと断層の運動に伴い発生する諸現象及びプレート・地球内部のマグマ生成、マントル対流とプレートとの関連等の解明に貢献する研究開発をIODP等とも連携しつつ推進する。
(ホ) 掘削科学による新たな地球内部の動態解明
海底掘削試料等の精密化学分析により提唱され始めた新たな地球内部の構造の存在について、マントル・コアの精密な物理・化学・地質探査を実施し、平成28年度を目途にその構造の概要を把握する。また、マントル運動及びプレート運動等に与える影響を分析し、観測及び数値シミュレーションを組み合わせることにより、地球表層及びマントルの大規模運動を評価する。

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名：

海洋掘削科学研究開発センター、地震津波海域観測研究開発センター、地球深部ダイナミクス研究分野、地球内部物質循環研究分野、数理科学・先端技術研究分野、高知コア研究所、地球深部探査センター

他機関との共同研究の有無：有（以下、本課題の中心を担う地震津波海域観測研究開発センターの共同研究の相手方機関、代表者等について記載）

• 金沢大学 理工研究域自然システム学系　森下 知晃教授ほか
• 横浜国立大学 大学院環境情報研究院  自然環境と情報部門　石川 正弘教授ほか
• 京都大学大学院工学研究科 都市社会工学専攻　山田 泰広准教授ほか

（10）公開時にホームページに掲載する問い合わせ先

部署等名：研究推進部研究推進第１課
電話：046-967-9420
e-mail：rsd1-kikan@jamstec.go.jp
URL：http://www.jamstec.go.jp/ods/j/

（11）この研究課題（または観測項目）の連絡担当者

氏名：佐藤かおり
所属：経営企画部　企画課