Exp. 352 Izu Bonin Mariana: Forearc

航海概要

航海概要

テーマ

Testing Subduction Initiation and Ophiolite Models by Drilling the Bonin Forearc
プロポーザル#696-Full4>>こちら(フルバージョンPDF)
Scientific Prospectus>>こちら

航海予定期間

2014年7月30日~2014年9月29日

掘削船

JOIDES Resolution

乗船/下船地

横浜/Keelung(台湾)

掘削地点

科学目的

This expedition, based on IODP Proposal 696-Full4, aims to examine early processes in magmatic evolution, chemostratigraphy and arc crustal accretion that are associated with subduction initiation at intra-oceanic convergence plate margins. The objectives will be achieved by coring through the sediment and into the volcanic stratigraphy at two sites on the outer Izu-Bonin-Mariana (IBM) forearc trench system, with total penetrations of ~ 1 km in oceanic crust in water depths between 3.1 and 4.8 km.

Scientific objectives are to (1) obtain a high-fidelity record of magmatic evolution during subduction initiation by coring volcanic rocks down to underlying intrusive rocks, including obtaining radiometric and biostratigraphic ages; (2) understand the chemical gradients within the rock units and across their transitions, as well as their tectonic significance; and (3) provide empirical constraints for subduction initiation geodynamic models by examining how mantle melting processes evolve from early decompression melting of fertile asthenosphere to late flux melting of depleted mantle. Results from these objectives will help to test the hypotheses that (1) “forearc basalt” tholeiites lie beneath boninites; and (2) forearc lithosphere created during subduction initiation is the birthplace of suprasubduction zone ophiolites.

JRSOのページ>>こちら

共同首席研究者

Julian Pearce、Mark Reagan

J-DESCからの乗船研究者
氏名 所属 役職 乗船中の役割
清水健二 JAMSTEC/IFREE 研究員 Core Description-Petrologist
道林克禎 静岡大学理学部 教授 Physical Properties Specialist
柵山徹也 JAMSTEC/IFREE 研究員 Physical Properties Specialist
Marie Python 北海道大学 助教 Core Description-Petrologist/Alteration
乗船に関わるサポート情報

乗船研究者としてIOから招聘される方には乗船前から乗船後に至る過程の数年間に様々なサポートを行っています。主な項目は以下の通りです。

  1. プレクルーズトレーニング:乗船前の戦略会議やスキルアップトレーニング
  2. 乗船旅費:乗下船に関わる旅費支援
  3. アフタークルーズワーク:モラトリアム期間中の分析
  4. 乗船後研究:下船後最長3年で行う研究の研究費

乗船の手引き(乗船前準備や船上作業・生活方法に関する経験者からのアドバイス集)>>こちら

お問い合わせ

J-DESCサポート
海洋研究開発機構 横浜研究所内
E-mail: infoの後に@j-desc.org
Tel: 045-778-5703

船上レポート~小笠原から~
最終更新日: 2014年10月28日
※更新の日付は日本時間

レポートインデックス

レポート9>>Exp. 352総括
レポート8>>いよいよ大詰め,Tシャツデザインコンテスト
レポート7>>音の灯台:ビーコン
レポート6>>ボアホールロギング
レポート5>>順調な掘削
レポート4>>ドリルビット交換
レポート3>>岩石試料の船上処理・分析
レポート2>>膨らむ期待
レポート1>>Exp. 352航海開始!

レポート9 最終回(2014年9月29日)「Exp. 352総括」

道林克禎(静岡大学/Physical Properties Specialist)

横浜で乗船して2ヶ月が経過しました。私たちは掘削地点から下船地である台湾・基隆(キールン) 港に回航しました。海の色が青色から緑色に変わり,違う海域に来たことを教えてくれます。本航海は当初予定をほぼ達成できました。30日に下船して,それ ぞれが帰路に向かいます。われわれ日本チームはそれぞれの役割をしっかり果たせたと思います。掘削航海は終わりましたが,本航海の研究はこれから本格化し て当分の間は熱く続いていきます。数年の間に沈み込みの始まりに関する様々な研究の進展が期待されます。

個人的には,海洋地殻掘削における孔内検層や物性測定の重要性を実感しました。比較的大きなサイ ズのデータを扱ったことは,今後の研究や将来の超深部掘削に役立つ経験でした。また,掘削作業の合間に企画された第1線で活躍する(日本人を含めた)世界 中の研究者による船内会議やミニ講演等を通じて新たな知見を得るとともに,大きな刺激を受けました。多忙な大学生活から離れて,久しぶりに一研究者に戻っ て2ヶ月間を過ごせたことは,素晴らしく良い機会になりました。

航海中に改めて強く感じたのは,国際深海掘削科学計画が科学者ばかりでなく,37年も関わってい るベテランから初航海の若手まで多くのスタッフに支えられていることです。第305航海でお世話になったスタッフと10年ぶりに再会したときに,自分のこ とを覚えていてくれたことはうれしい驚きでした。「次はまた10年後?」と言われてしまいましたが,私ばかりでなく多くの若手研究者やベテラン研究者が機 会を見つけて参加されることを願います。(おわり)

352_9_1

台湾・基隆(キールン)港に下船直後の日本チーム。久しぶりの大地に安堵。この後,乗船者一同で航海の成功について祝杯を交わしました。

352_9_2

第352航海の航跡。幸い台風による影響がなく全日程を遅延なく実施できました。

↑このページのトップへ

レポート8(2014年9月29日)「いよいよ大詰め,Tシャツデザインコンテスト」

清水健二(JAMSTEC/Core Description-Petrologist)

掘削もあと少しで終了。9月24日の夕方に最後の掘削地点を去り、帰路に着きます。本航海は当初 2カ所のサイトで掘削する予定でしたが、掘り進めなくなるトラブルがあり、結局4つの掘削地点になりました。残りの航海は台湾に戻るまでのんびりクルージ ングを楽しむ、というわけには行かず、掘削地点ごとに書かなくてはいけないサイトレポートが待ち受けています。下船するまでに4つのサイトレポートを完成 させないとならず、掘削している最中も前の掘削地点のレポートの締め切りに追い立てられながら岩石記載もしてきました。これから下船後の研究者個人の研究 のため、最後のサンプリングもしますので記載データと岩石コアを見合わせて必要な試料も選定しないとなりません。色んな作業を同時進行で行っていますので 非常に慌ただしく時間が過ぎていきます。

352_8_1

サイトレポートや個人サンプリングの下書き

352_8_2

各グループのサイトレポートの進行状況

そんな中、恒例のTシャツデザインコンテストが開催されました。乗船研究者やクルーが作成した作 品が食堂に張り出され、全員が投票し一番票を集めたデザインを各自持って来たTシャツに印刷してもらえます。今回はフィリピンの司厨の方が作成した手書き のデザイン(写真の7番)に決まりました。緻密でとてもステキなデザインだと思います。忙しい日々のちょっとした息抜きです。あと一週間、冷えたビールを 心待ちにしながら頑張ります。

352_8_3

T-シャツデザインコンテスト

↑このページのトップへ

レポート7(2014年9月16日)「音の灯台:ビーコン」

柵山徹也(JAMSTEC/Physical Properties Specialist)

掘削中は、船は海底の水深に対して水平方向に約5%以内の範囲に留まるようコントロールされてい ます。たとえばこれまで掘削していたU1439C孔は、海底の水深が3128mでしたので、約150mの範囲に留まる必要がありました。これは、船から下 ろしているパイプが折れないようにするためです。そのためにGPSとビーコンを使って船は位置を捕捉しています。GPSは馴染みがあると思います。衛星を 利用した測位システムです。ビーコンは、一時的に海底に置いておく、音の灯台です(写真)。掘削予定地点に到着したら、ビーコンを海底に置き、その近くか ら孔を掘り始めます。こうして掘削中の船は、空と海底の両方からの情報を使って、正確な位置を把握しているのです。

ビーコンは掘削が終わり次第回収されます。船から信号を送り、おもりから切り離され、浮上してき ます(写真)。そして船のクレーンで回収します。操舵室の脇で、船長が無線で指示を出しながらクレーンを動かしているさまは、まるで大きなクレーンゲーム をしているみたいです(写真)。

いよいよ航海が残り2週間、掘削ができるのはあと約1週間となりました。残りの日程の天候がどうか恵まれますように。

352_7_1


写真1:ビーコン
写真2:運び出されるビーコン(Marieさん撮影)
写真3:海底へ旅立つビーコン(Marieさん撮影)
写真4:役目を終えて浮上し顔を出したビーコン
写真5:返ってきたビーコンを回収するために無線で指示をだす船長
写真6:無事クレーンで吊り上げられたビーコン

↑このページのトップへ

レポート第6回(2014年9月10日)「ボアホールロギング」

Marie Python(北海道大学/Core Description-Petrologist/Alteration)

第352次航海は今週で、6週目に入って、そろそろ終わりへ向かっている感じが出てきます。先週 まで掘削していたホールは海底から約560mまで掘ることができましたが、残念ながら、断層にぶつかってしまいました。断層にぶつかると掘削が困難にな り、コアも上がらなくなります。その上、ホールが潰れる可能性が高くなるので、ドリルビットが潰れたホールから抜けなくなることもあります。そのため、今 のホールの掘削を止めて、約6 km離れている次のサイトへ移動することにしています。一本のホールの掘削が終わると、ボアホールロギング(掘削孔の物理検層)という作業を行います。ボ アホールロギングでは、ロギングツールという 7 mの長さのツールを何本も使って、ホール内の様々な物理学的特徴を調べます(写真1、2)。例えば、ホールの径はほぼドリルビットと同じ大きさになるはず ですが、岩石の種類や断層、クラックの存在などによって大きくなることがあります。そのため、まず一番目のロギングツールでホールの径を測ります(写真 3)。ロギングでは3~4本のツールを繋げて、上からドリルパイプの中を通し(写真1、2)、ホールに達するまで下げます。ホールに達したら、測定を始め ます。ホールの深度によって変わりますが、ロギングは大体2日かかります。そのため、これから2日かけてロギングを行う予定です。

ロギングをする間はコアは上がりませんが、今までの記載結果やデータを纏めて、レポートの準備を始めます。コアが上がらなくても、乗船研究者はやや忙しいです。

352_6_1

写真1

352_6_2

写真2

352_6_3

写真3

さらに、乗船中で授業などがなく学生に会えない大学の先生たちは自由に思えますが、実際には船上 からも教育活動をしています。世界の学校や博物館とインターネットを通じたテレビ電話で、地質学の基本や航海の科学目的などを説明します。日本への教育で は、8月20日に柵山さんが熊本県立宇土高校、8月23日に道林さんと清水さんが国立科学博物館(写真4)、8月30日に私が大分県別府市の明豊中学校へ の通信がありました。これからも皆で、研究も教育も頑張ります!

352_6_4

写真4

↑このページのトップへ

レポート5(2014年9月2日)「順調な掘削」

道林克禎(静岡大学/Physical Properties Specialist)

9月に入り,第352次航海も折り返し地点を過ぎました。本航海から掘削孔を保護するパイプの設 置方法が掘削しながら設置していく方法に変わったおかげで掘削開始までの作業日数を大幅に節約できています。すでに最初の掘削地点を終了し,現在は陸側の 掘削地点を掘り進めています。計画通りの岩石を順調に採取できており,沈み込み帯の始まりに何が起きたのか知る確かな手がかりを得ている可能性が高まって います。

さて,24時間いつでも掘削された岩石コアの分析や記載に対応するために,航海が始まってから ずっとわたしたち科学者30名は昼夜2交代制になって15名ずつに分かれて生活しています。昼組は正午から真夜中まで,夜組は真夜中から正午までが勤務時 間です。そのため,正午に食堂で昼組と夜組が同じテーブルを囲むと,夜組は夕食,昼組は朝食となり,お皿の盛りつけがずいぶん違います。また,勤務が終 わって1~2時間程度ゆっくりしてから消灯,そして目が覚めて身支度を整えると勤務時間です。そのため,夜組と交代時に「おつかれさま」と言って別れて も,まるで2?3時間後に勤務時間がはじまるような感覚です。さらに12時間勤務中は,岩石を分析したり報告書をまとめたり,その合間に食事や3時のおや つ休憩したりして過ごすと時間の経過も早く感じられます。そして,1ヶ月経過しました。個人的には2度目の掘削航海ですが,前回よりも体調がよく,もう折 り返してしまったことがもったいなく思えるくらいです。掘削深度が深くなるほど何がとれるか想定外なものが船上にあがってくる可能性もでてきます。まだま だ続くのですが,これから台風シーズンなので,それが心配の種です。

352_5_1

8月最後の日曜日の夕方にデッキでバーベキュー。穏やかな海で誰もがリラックス。週 末のバーベキューは毎日同じリズムで生活している合間のささやかな楽しみです。ただし昼組のみ,夜組はこの時間帯は貴重な睡眠時間のため参加できず。通常 は,昼組も夜組も参加できる昼間に実施しますが,この日はなぜか夕方でした。

↑このページのトップへ

レポート4(2014年8月23日)「ドリルビット交換」

清水健二(JAMSTEC/Core Description-Petrologist)

前回の柵山さんのレポートにあるように掘削している間は船上に上がってきた岩石の様々な記載をし ていて大忙しですが、海底下の岩石層を深く掘り進む航海ではドリルビットが消耗するので3,4日ごとに交換します。船から5000m以上繋げたパイプの先 端にドリルビットがついているので、長さ約30mのパイプを一つ一つ外し、ビットを交換、再び一つ一つパイプを繋げて、予め海底に設置した漏斗(マリーピ トンさんのレポート参考)にパイプの先端を入れ、再び掘り進めます。と、簡単に書いていますが、深さ約5000mに設置した漏斗をパイプ伝いにおろしたカ メラで確認しながら船の位置とドリルの長さを同時に微調整しリエントリーするのは神業です。風の吹く30階建てのビルの屋上からスパゲッティを繋げていき 1cm以下の穴に通すようなことをしています。

話はそれましたが、ドリルビット交換には少なくても24時間掛かるのでその間岩石コアは上がって きません。賑やかだったコア記載ラボも静かになり、コアを記載する前に保管しておく場所も空になりました。その間研究者達はこれまでのコアを見直したり、 得られたデータをまとめて議論したりして、コアが上がってくるのを待機します。

352_4_1

ドリルビットの交換(奥に役目を終えたドリルビット)

352_4_2

パイプのリエントリーをモニターで見守る研究者

352_4_3

空のコア一時保管場所

↑このページのトップへ

レポート3(2014年8月18日)「岩石試料の船上処理・分析」

柵山徹也(JAMSTEC/Physical Properties Specialist)

掘削航海はまさに時間との闘いです。航海を延長することはできません。そのため掘削にかける時間 を1分たりとも無駄にできないのです。掘削がうまくいかなかったり、想定と異なる試料ばかりが上がってくる場合は、余分な時間を掛けてでも掘削地点を変更 することも考えなければなりません。そのための判断が的確にできるように、船上ではできる限りの分析を行い、現状をなるべく早く認識することが重要です。 そのために採取された岩石は、速やかに様々な分野の研究者によって鑑定・分析され、データベースに逐一データが集約されます。ここでは簡単に岩石試料がど のように処理・分析されるのかご紹介します。

まず海底で採取され船まで運び上げられてきた岩石(1、2)は、取り違えのないよう印を付けられ ます。待ちに待った試料に皆ワクワクしています(3)。中には興奮を抑えられずに石に触ってしまい、怒られる研究者もいます。この段階では特定の人しか石 に触れてはいけないのです。その後は周囲についた泥を洗い落とされ(4)、特殊なスキャナーで写真を撮ったり(5)、各種物性(磁化率、ガンマ線吸収率、 弾性波速度、自然ガンマ線強度、含水率、密度など)を測定します(6)。

352_3_1


1. 掘削パイプから取り出される岩石
2. 研究者の元へ運ばれてくる岩石
3. 趣味で写真を撮られる岩石
4. 洗われてきれいになる岩石
5. スキャンされる岩石
6. 密度・磁化率・弾性波速度を測定される岩石

さらに、試料は岩石カッターで縦に半分に切断され(7)、内部組織の観察などを行います(8)。 この段階でほぼ岩石種の特定はできますが、さらなる分析で確かめる必要があります。そこで、さらに岩石を、粉末にして化学組成を測定したり(9)、立方体 に切りだされて詳細な磁気分析や弾性波速度測定を行ったり(10)、30ミクロンの薄さにして、顕微鏡を用いてより詳細な記載を行ったりします(11)。 こうして現在の掘削地点の化学的・物理的特徴を把握するのです。そして、すべての船上分析・記載が終わった岩石は棚にしまわれ、最後に研究者個人の研究の ための試料採取を待ちます。この時の岩石はまさに嫁入り前の心境かもしれません(12)。

352_3_2


7. 切断を待つ岩石
8. 半分に切断され観察される岩石
9. 粉末にされて分析を待つ岩石
10. 立方体に切りだされた岩石
11. 透き通るほど薄くされた岩石
12. 全ての船上分析を終えた岩石の入ったケースが並ぶ棚

↑このページのトップへ

レポート2(2014年8月11日)「膨らむ期待」

Marie Python(北海道大学/Core Description-Petrologist/Alteration)

ちょうど1週間前(8月4日月曜日)に横浜から出発しました。水曜日の朝3時半くらいに調査地点 に 到着して、すぐに掘削が始まりました。最初の掘削は堆積物なので、柔らかくて2日間で250m以上のコアが上がりました。40分間隔で9mのコアが上がる ので、堆積物の専門家の二人が急にとても忙しくなりました。日本チームの道林さんと柵 山さんもコアの物性測定の担当で、忙しくなりました。他の乗船研究者はほとんどが火山岩の専門なのですが、堆積学者を一所懸命手伝っています。堆積学者が 堆積物を詳しく観察している間に、乗船分析用のサンプルを取ったり、レポートを書いたりしています。
堆積物が上がっている間に掘削担当のスタッフは、岩石の掘削が始まることを目指して準備をしています。固い岩石で掘削すると3~4日に一度ドリルビットを 交換しないといけないので、何度も掘削パイプを掘削孔から出したり入れたりします。同じ掘削孔を堀り続けるように「Re-entry cone」というものを海底に設置します。4800mの深い海で幅50cmの掘削孔に掘削パイプを入れるのは難しいので、大きなre-entry coneで入れやすくするのです。昨日で堆積物の掘削が終わり、明日からre-entry coneと岩石掘削の準備が始まります。今週の金曜日に最初の岩石が上がってくるのを皆が期待しています。

352_2_1


道林さんは乗船中の分析のため、堆積物をサンプリングしています。

352_2_2


掘削のスタッフが re-entry coneを作っています

352_2_3

352_2_4
Re-entry cone作成後の状態。船の揺れで動かないようにポールなどにくくられています。

↑このページのトップへ

レポート1(2014年8月4日)「Exp. 352航海開始」

道林克禎(静岡大学/Physical Properties Specialist)

第352次航海が7月31日から始まりました.日本からは道林(静岡大),柵山・清水 (JAMSTEC),マリー(北海道大)の4名が乗船しています.3日まで積み込み等のため横浜港に停泊中ですが,すでに船内では8時から乗船研究者それ ぞれの役割分担と作業内容の確認など,掘削開始に備えた準備・体制作りを進めています.研究者チームは5回以上乗船したことのあるベテランから初めて参加 する大学院博士課程の学生まで10カ国26名の構成です.日本チームについては,道林・清水・柵山が2回目,マリーが3回目の航海です.全員がこれから 2ヶ月間の掘削航海を楽しみにしています.航海中は日本チームの4名が交代で船内の様子についてレポートしていきますのでよろしくお願いします.また,8 月23日には国立科学博物館とインターネットで中継される予定なので,関心のある方は国立科学博物館の情報をチェックしていてください.

352_1_1


横浜ベイブリッジに近い横浜本牧ふ頭に停泊中のジョイデスレゾリューション号.

352_1_2


日本チーム 左から柵山,清水,マリー,道林.

↑このページのトップへ

募集情報(締め切りました)

追加募集情報

募集分野

(a) 始新世~現生の有孔虫または石灰質ナノ化石生層序(ある程度の経験がある研究者)

募集〆切

2013年8月9日(金)
2013年8月26日(月)〆切延長!

〆切りました

 応募方法>>こちら
応募用紙の記入方法>>こちら
応募する>>こちら

注意事項

応募する方は全員英文CV、さらに在学中の場合は指導教員の推薦書が必要となります。
修士課程の大学院生の場合は乗船中の指導者(指導教員もしくは代理となる者)が必要です。

募集情報

募集分野

制限なし

応募方法>>こちら
応募用紙の記入方法>>こちら
応募する>>こちら

募集〆切

2013年5月1日(月)
〆切りました

注意事項

応募する方は全員英文CV、さらに在学中の場合は指導教員の推薦書が必要となります。
修士課程の大学院生の場合は乗船中の指導者(指導教員もしくは代理となる者)が必要です。

報告書類

  • プレクルーズトレーニング報告>>こちら(PDF)
  • 乗船報告>>こちら(PDF)(2014/10/28Up)
  • ポストクルーズミーティング
    開催期間:2016年5月10日~12日
    開催場所:キプロス島 アグロス
    報告書:こちら(PDF)

成果一覧

成果一覧はこちら

※IODP研究成果の取りまとめは、研究航海乗船者に対するサポートを継続していくために非常に重要なものです。成果については、主に日本(J-DESC枠)から乗船した方が含まれる論文をまとめております。新たに論文等を出された場合や資料中の過不足・お気づきの点などがございましたら以下まで情報をお寄せください。

参考:IODP Publications
http://publications.iodp.org/

参考:Scientific Ocean Drilling Bibliographic Database
http://iodp.americangeosciences.org/vufind/

お問い合わせ

J-DESCサポート
海洋研究開発機構 横浜研究所内
E-mail: infoの後に@j-desc.org
Tel: 045-778-5703

Comments are closed.