オールジャパンで大型科学プロジェクトを推進
日本の科学者コミュニティーは、科学掘削を通じて世界の地球・生命科学研究をリードするべく、全 国 の 大 学や 研 究 機 関 が 集 結して日 本 地 球 掘 削 科 学コンソーシアム（J-DESC）を組織しました。

陸上科学掘削
私たちの暮らす地球の営みを知り、予測し、対処するために、地下深部の情報は不可欠である。
しかし、私たちは、足もとの地底世界のことをどれだけ知っているだろうか。

■ J-DESC とは？
地球掘削科学の科学推進や各組織・研究者の連携強化を目的として、大学や国立研究機関が中心となって2003 年に設立され、現在 50 以上の国内の機関が加盟している連合組織です。

■ 主な活動・掘削科学に関する各種専門部会の開催
・国際プロジェクトのパネル委員の推薦
・国際ワークショップ開催支援
・次世代研究者の育成（J-DESC コアスクール）
・学会におけるブース出展
・ニュースレターの発行とメールニュースの配信

陸上科学掘削とは？
地下深く細い孔（あな）を掘って、地質試料を採取したり、孔内に計測機器を降ろして、地球の活動を示すデータを取得します。これらの地下と地表で得られるデータを組み合わせることにより、太古の昔から現在にいたる地球の姿をよりよく知ることができます。

発行：日本地球掘削科学コンソーシアム（J-DESC）
E-mail：info@j-desc.org

URL：http://www.j-desc.org/

2015.04

国際陸上科学掘削計画（ICDP）
国際陸上科学掘削計画（International Continental Scientiﬁc Drilling Program: ICDP) は、世界各地の陸域を掘って地下から得られるさまざまな情報を研究することで地球環境変動の歴史を知り、地下の活動的プロセスを捉えるための科学テーマに挑戦する国際共同研究プロジェクトです。この取り組みにより、気候や生態系、持続可能な地下資源利用、自然災害など、21 世紀の私たちの社会が直面する課題■ ICDP のターゲットとなる科学フィールド■ ICDP 参加国
オーストリア、ベルギー、カナダ、中国、チェコ、フィンランド、フランス、ドイツ、アイスランド、インド、イスラエル、イタリア、日本、ニュージーランド、ノルウェー、ポーランド、韓国、スペイン、気候ダイナミクスと全球環境

スウェーデン、スイス、オランダ、英国、米国 (23 ヶ国・アルファベット順 )活断層と地震発生プロセス

プレート収束帯と衝突帯
ホットスポット火山と巨大火成岩区

天体衝突の影響
地下生物圏と初期生命

4.「脆性−延性境界」地熱掘削（JBBP）

天然資源

火山システムと地熱構造

日本には世界第 3 位の地熱資源量が存在しますが（IEA）、不確定性・コスト・温泉との共存などの課題があるため、現在の発電容量は約53MW に過ぎません。

を解決する糸口となることを目指します。

私たちは、脆性 - 延性境界（BDT）での工学的地熱開発により、地
熱 発 電 量を 飛 躍 的 に 増 大 さ せることを目 的として JBBP (Japan

日本主導 の ICDP プロジェクト

2. 台湾チェルンプ断層掘削（TCDP）

１. 雲仙科学掘削（USDP）

候や浅海環境の変動を読み解くことを目的とす

積物の掘削を行い、①サンゴ礁分布の北限（サ海洋コア総合研究センター）に運び込み、一連の非破壊連続物性計測や高下と低温であり、採取された溶岩やその周囲の岩石が強い熱水変帯域における気候および浅海環境の変動の詳

震時に断層で瞬間的に起こるさまざまな物理的・化学的なプロセスが発見的に温度低下したことが推定されました。さらに、この溶岩岩脈周細な復元、②さまざまな時間スケ−ルの環境変され、特に断層の鉱物の粒のすき間を囲の岩石の空隙率は 10%やすくしたことが分かりました。

より浅いところで、より効多様な計測・分析・実験を通して、地のと推定されました。

自然にも大きな影響を与えます。
津波が跡に残した堆積層を津波堆

4

断層を掘削するプロジェクトは、多種果的な脱ガスが起きたも害の 1 つであり、人間だけでなく、指します。

よって加熱、膨張され、断層をすべり（山 頂 から 深 さ 1.4 km）

巨大津波は地球上で最大の自然災動に対するサンゴ礁生態系の応答の解明を目充填している水が、摩擦による発熱に以 下と小さく、掘 削 深 度

5. 津波堆積物掘削

ンゴ礁前線）の移動の復元に着目した、亜熱度化学分析を実施するという画期的な試みがなされました。その結果、地質を受けていたことから、火道は熱水循環によって 10 年間に効率と考えています。

この計画では、琉球列島の 5 点でサンゴ礁堆現地で採取したコア試料を、海洋研究開発機構高知コア研究所（高知大学ことが初めて明らかになりました。また、火道域の温度も 200℃以積物と呼びます。津波堆積物は、そこまで津波がきた証拠で、過去の津波の指紋のようなものです。

震発生メカニズムの理解への大きな貢

津波は海溝周辺の地震だけでな献をもたらします。

く、火山噴火や海底地すべり、あるいは隕石の衝突によっても起こります。地質時代には、私たちが経験したことのない巨大な津波が起きた

１

こともあります。地層中の津波堆積物を調べることで、地質学的な時5複合岩脈である火道域において採取されたコア試料掘削を行い、地熱資源としての視点は、地球科学の幅広い分野に寄与するる科学計画であるCOREF 計画が実施中です。

掘削プロジェクト（TCDP）が開始されました。このプロジェクトでは、台湾によって、火道は東西に伸びた板状の岩脈からなる複合岩脈である

ICDP の枠組みを利用して試験井のJBBP の過程で得られる科学的知見積物から、第四紀における熱帯〜亜熱帯の気2004 年より、地下深くの断層の本体を掘削して調べる台湾チェルンプ断層ゲットに向けて普賢岳の北斜面から実施した斜掘（全長約 2 km）

げ ま し た。本 プ ロ ジ ェ クト で は、です。

録文書」として有用です。そこで、サンゴ礁堆な被害に見舞われました。このような大規模なズレの発生原因を探るべく、掘る研究が 2003 年から 2004 年にかけて実施されました。ターから BDT の特性を明らかにする予定

サンゴ礁堆積物は過去の環境変動の優れた「記した。地表では、最大で 12 m にいたるチェルンプ断層のズレが生じ、大きに、噴火後約 10 年経った雲仙普賢岳で溶岩の通り道（火道）を水温や塩分などの環境要因に規制されるため、サンゴ礁に生息する生物の分布や群集組成は、1999 年に台湾の台中市付近にて、マグニチュード 7.6 の大地震が発生しま噴火中マグマからの脱ガス効果と火山体中心の構造を調べるため

3. 琉球列島サンゴ礁前線掘削（COREF）

Beyond-Brittle Project) を 立 ち 上間スケールのなかで、津波が起きた時期、その大きさ、再来間隔、原因となった事象などを復元します。そうすることで、津波に関連してどのようなリスクがあるかを評価し、それに備えることができます。

6. 南アフリカ金鉱山地震掘削

南アフリカのある金鉱山の地下約 3 km の観測サイト（下図の赤い■印）の直下３２6で、マグニチュード 5.5 の未解明な地震（大きな●印は本震、他は余震）が発生し、地上の強震計（▲印）や地下約 3 km のひずみ計（下図の波形のグラフ）などからまた、岩盤応力の方向も大きさも震源で測非常に貴重なデータが得られました。
こ定できることが初めて実証されました。
れらを踏まえ、地下約 3 km の坑道（下図の白い長方形）から数百 m のドリリング

これまでに実施された掘削プロジェクト

１．
バイカル湖掘削計画
２．
ロングバレーカルデラ探査掘削計画
３．
ハワイ・マウナロア火山科学掘削計画
４．
クーラウ火山科学掘削計画
５．
チチカカ湖掘削計画
６．中国超高圧変成帯掘削計画
７．
チチュルブ隕石孔科学掘削計画
８．
マリック・ガスハイドレート掘削計画
９．
コリント湾リフト帯掘削計画
10．
サンアンドレアス断層掘削計画

11．雲仙火山科学掘削計画
12．台湾チェルンプ断層掘削計画
13．
ガーナ・ボスムトゥイ湖掘削計画
14．
フィンランド・オウトクンプ深部掘削計画
15．
マラウィ湖掘削計画
16．南アフリカ鉱山微小地震掘削計画
17．
アイスランド深部地熱掘削計画
18．中国青海湖掘削計画
19．
チェサピーク湾隕石孔掘削計画
20．
グアテマラ・ペテンイツァ湖掘削計画

21．
フィンランド・フェノスカンジア掘削計画
22．
アルゼンチン・ペトロックアイケカルデラ湖掘削計
画
23．
シベリア・エルジジトゥジン湖掘削計画
24．
ニュージャージー海岸平野掘削計画
25．
トルコ・ヴァン湖掘削計画
26．死海深部掘削計画
27．
スネークリバー科学掘削計画
28．南アフリカ・バーバートン生命のゆりかご掘削計画
29．
ギリシャ・オフリト湖掘削計画を複数行い、地震発生場の応力・地質・物性を、前例のない広範囲にわたり直接精 査して います。他 の 鉱 山 ではマグ ニ
チュード 2 の地震も精査し、「地震の種がどのようにして生まれ、断層すべりがどのように広がり、止まるのか」など、未解明な地震の根源的な問いに迫ります。

地球を深く理解するための科学掘削

いん石

極域掘削
地球環境変動と生物進化や多様性に大きな影響を与えている氷床の成立と消長の歴史を、堆積物から明らかにします。

都市地震災害クレーター

2011 年霧島噴火

都市基盤構造過去に起きた地 震や津 波の痕 跡を調査し、大都市の基盤を構成する堆積層の構造を調次に起こる地震や津波の場所・規模・時期な査し、伏在断層や長周期地震動による被害どの予測や災害対策に貢献します。

軽減を目指します。

南極河川

隕石衝突

雨

地下深くに眠る過去の隕石衝突の痕跡を調査し、天体衝突が地球に与える影響および惑星

大阪の市街地を南北に貫く上町断層
隆起した台地に緑が一列に並ぶ

海

地球と生命の歴史を解明します。

河口

火山活動
システムの理解と噴火の長中期予測を目指

活断層

私たちの生活に深く広くかかわっています。

サンゴ礁の堆積物を調査し、気候変動、サンゴ礁を形成する生物の変遷、海水準変動、地殻変動を復元します。

湖沼

します。

科学掘削は

熱帯浅海・サンゴ礁

湖沼

火山の構造と噴火の歴史を解明し、マグマ

野島断層掘削コア

南極地質掘削計画 ANDRILL

湖沼の堆積物の年縞などより、過去の陸

北海道幌延町の深度 362〜386m の地下水から採取した新種のメタン生成菌

上生態系や気候の変遷を高精度で解明し

地熱発電

温泉

地下にさまざまな規模・形態で存在する地温泉に含まれる深部流体の起源・性状・流熱資源の特性を科学的に解明し、安心・安量等の解析を行い、地殻内の流体の循環や全なエネルギー供給の実現に寄与します。

地震活動等に与える影響を明らかにします。

ます。

（写真提供：公益財団法人北海道科学技術総合振興センター
幌延地圏環境研究所）

サンゴ礁

Exciting廃棄物地層処分

マグマ・熱水鉱床

内陸地震・活断層

地下空間観測地下水

高レベル放射性廃棄物などの地層処分に

熱水の化学組成や鉱物脈の鉱物組成を調査

活断層における地震発生メカニズムや地震地表環境の影響を受けにくい地下空間

流量や流路などの水理挙動や化学成分を調関して、長期間の安定性などの評価を可し、熱 水性 鉱 床 の 全 体像・成 因を解 明し、時の断層すべり挙動を解明し、内陸地震にの 特 性を活かし、ニュートリノなどを査し、水資源の広がりや汚染原因を解明し機能を調査し、地球と生命の共進化の解明能にします。

資源の発見可能性を高めます。

よる被害軽減を目指します。

観測します。

ます。

を進めます。

海中

地下生命圏
地下生命圏における微生物生態系の構造やDrilling in
Many Fieldsof Scienceオールジャパンで大型科学プロジェクトを推進
日本の科学者コミュニティーは、科学掘削を通じて世界の地球・生命科学研究をリードするべく、全 国 の 大 学や 研 究 機 関 が 集 結して日 本 地 球 掘 削 科 学コンソーシアム（J-DESC）を組織しました。

陸上科学掘削
私たちの暮らす地球の営みを知り、予測し、対処するために、地下深部の情報は不可欠である。
しかし、私たちは、足もとの地底世界のことをどれだけ知っているだろうか。

■ J-DESC とは？
地球掘削科学の科学推進や各組織・研究者の連携強化を目的として、大学や国立研究機関が中心となって2003 年に設立され、現在 50 以上の国内の機関が加盟している連合組織です。

■ 主な活動・掘削科学に関する各種専門部会の開催
・国際プロジェクトのパネル委員の推薦
・国際ワークショップ開催支援
・次世代研究者の育成（J-DESC コアスクール）
・学会におけるブース出展
・ニュースレターの発行とメールニュースの配信

陸上科学掘削とは？
地下深く細い孔（あな）を掘って、地質試料を採取したり、孔内に計測機器を降ろして、地球の活動を示すデータを取得します。これらの地下と地表で得られるデータを組み合わせることにより、太古の昔から現在にいたる地球の姿をよりよく知ることができます。

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E-mail：info@j-desc.org

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