サイエンスカフェ in 静岡@B-nest 静岡市産学交流センター「ちきゅう」が明らかにする地球の歴史

倉本真一
独立行政法人海洋研究開発機構
地球深部探査センター
2012.10.18

今日のお話し
地球システムとは？
地球深部探査船「ちきゅう」とは？
巨大地震発生メカニズムを明らかにする– 南海トラフ、東北沖

海底資源の生成メカニズムと応用– 沖縄トラフ、下北半島沖、熊野灘

これからの海洋科学掘削がめざすもの

私たちはどれくらい地球のことを知っているだろうか？

(1995.4)

場所
ロシア
コラ半島
ドイツ
KTB
中米沖
（JR号）
西オーストラリア沖「ちきゅう」

水深

掘削深度

備考

陸上

12,262 m

24年, 190℃

陸上

9,101 m

4年, 265℃

3,463 m2,111 m

190℃
Site 504B

500 m

3,700 mNon IODP答えは海にあった！
地球の表面積の７割を占める海、過去２億年の歴史が詰まった地質試料は今でも掘り出すことができ、地球最初の生命にも遭遇する可能性がある。

惑星衝突の証拠と恐竜絶滅



地球深部探査船「ちきゅう」
平成17年7月29日完成

全長：210 m
幅：38 m
高さ：130 m
総トン数：57,000 ton
乗員数：200 名
速力：11.5ノット
掘削深度：7000m（水深2500m）

「ちきゅう」はこんなにすごいよ！
２００人

１５０人

５０人

これから「ちきゅう」が明らかにする地球のなぞ
マントルの石を掘り出します
マントル対流はマントルはいまだに誰も手にしたことがありません。 大陸移動、火山ゆっくりと動きながら、地球を進化させています。
活動などの原動力

どんな石？どんな色？何をしているの？

地震を起こす石を掘り出します
巨大地震を起こしているところまで掘り進み、地震を起こす岩石を手に入れます。堀った穴には地震観測装置を入れて、観測を続けます。
なぜ地震は起こるの？防ぐことはできるの？

海底下の生物を掘り出します

現在進
行
中

現在進行
中

海底下には陸上と同じぐらいたくさんの生物が生きています。私たちの祖先が今もすんでいると考えられています。
地球上の最初の生命は何？地下にはどんな生物が、どれくらいいるの？

地震の巣から直接試料を採取
震源域

深海底から採取された未知の耐圧性微生物

海溝型巨大地震のメカニズム

海洋プレートは陸側プレートの下に沈み込みながら、陸側プレートを引きずり込み、ひずみエネルギーを蓄積する。
ひずみがある限界を超えると、陸側プレートは元に戻ろうと反発する。このとき巨大地震が発生する。

断層のCT画像

X線CTスキャナーによる非破壊検査

!

【図 1】掘削地点の海底地形図!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
水深 6883.5 メートル、海底下856.5 メートル付近のプレート境界断層まで掘削!

!

宮城県牡鹿半島東方沖約 200km 沖合の海域。

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東北地方太平洋沖地震調査掘削!
!

!

海底下８５０．５mまでの掘削同時検層の成功
断層帯の把握に成功
地質試料の採取に成功（海底下648.0-844.5m）
断層試料の採取に成功
長期孔内計測（温度計）装置の設置成功"#!
世界最深（最長）掘削（ドリルパイプ長：7740m、水深6889.5m）

Okinawa TroughDeep Hot Biosphere Project
Sep. 1 - Oct. 4, 2010
Iheya North Hydrothermal System
Discovered in 1995
More than 40 DSVs and ROVs dives
The world highest concentration of CH4 in
the hydrothermal fluid
C0015 (INH-11A)

C0016(INH-1D, INH-1C)
C0013 (INH-4D)
C0014 (INH-5D)
C0017(INH-6B)

126˚50'126˚55'127˚00'27˚50'

27˚50'

km050−1300−140−120000−12−12000−110C0015 (INH-11A)
C0016(INH-1D,INH-1C)

Iheya	
   North	   Field−1400−1000−100

C0017(INH-6B)
C0014 (INH-5D)
C0013 (INH-4D)−9000

010−1−900−−13 12000 0010−1−90030˚−1200km−1100−100000−1500029˚00−130027˚45'

大島−1000美0奄縄トラフ−1300−1000−1300−120000−3−1300−0000−130000
15−5縄

沖

0−4000−1400

那覇

球−100
00125˚126˚50'

琉−20025˚126˚127˚128˚−5000海溝

26˚−12−1400000−1−200000−100

20−13−1400−100
027˚

−100

沖−100028˚

INH-1A−1300−1400掘削地点（伊平屋北熱水域）

27˚45'−11200−10000129˚

126˚55'127˚00'

Depth

130˚

−1500 −1400 −1300 −1200 −1100 −1000 −900

−800−700m

FeS2, CuFeS2

ZnS,Hydrothermal PlumeBlack Smoker

INH-1D
INH-1CCap RockINH-4D

INH-5D

Boiled Fluid
Cl rich ﬂuid
Volcanic Sediments
Sulfate Deposits

Magma下北半島沖の海底下生命圏掘削
二酸化炭素の海底下隔離に巨大なポテンシャル
資源、そして環境のコントロールへl深部石炭層を根源岩とする流体・ガス成分によって肥沃な生命圏が発達
l微生物の多くがアーキア（古細菌）とよばれる性状未知の生命体（Natureに論文を発表：
平成20年7月21日プレス発表）
l二酸化炭素をメタンに変える多様なメタン生成アーキアの培養に成功（650mまで掘削完了：3500mまで掘削を行う）

過去の気温を復元すると・・・

５億年前

１億年前

縄文時代
（6000年）

地球の気候は地球を取り巻く環境が決めています。それは地球内部であったり、宇宙から影響によるものです。最近は人工的な要因が加わり、急激な気候変動が心配されています。

海洋の地殻構造とモホ面

モホロビチッチが1909年に発見

高速拡大軸
層状はんれい岩（下部地殻）

低速拡大軸
枕状溶岩
平行岩脈群

モホ面
かんらん岩（上部マントル）

はんれい岩

モホ
地殻ーマントル
遷移帯

中ー上部地殻（融け残り）
かんらん岩

「はやぶさ」は6600億キロの旅を終え、地球の初期の試料を持ち帰った！

13 June, 2010大きなパラダイムシフトが起りつつある！
地球システムにおける炭素・水サイクルの解明
火山噴火

表層沈み込み帯

巨大地震

大陸

気候変動

未成熟
プレート
モホール

成熟
プレート
モホール マントルダイヤモンド

極限生物

島弧地殻 大陸誕生

プレート進化

素・水循環
炭

沈み込み帯
残査
リサイクル

マントル

地球内部
元素サイクル
核マントル反応核炭素

高圧炭素（ダイヤモンドなど）

炭素移動

水移動

地球を掘るということは、宇宙を掘ることだ！

進め！「ちきゅう」
新たな科学の地平を目指して！