Exp.376 Brothers Arc Flux




Brothers Arc Flux





JOIDES Resolution


Auckland to Auckland, New Zealand




Expedition 376 will investigate the fundamental, interrelated processes governing subseafloor hydrothermal activity at Brothers volcano, southern Kermadec arc (IODP proposal 818-Full2). The primary objectives are to (1) Characterize the subsurface, magma-derived volatile phase for testing models predicting the existence of either a single-phase gas or a two-phase brine-vapor; (2) Explore the distribution of base and precious metals and metalloids at depth as well as the reactions that have taken place during their precipitation along fluid migration pathways to the seafloor; (3) Quantify the mechanisms and extent of fluid-rock interaction, and what this implies for the mass flux of metals and metalloids to the ocean as well as the role of magma-derived carbon and sulfur species in acting as agents for those fluxes; and (4) Assess the diversity, extent, and metabolic pathways of microbial life in an extreme, acidic, and metal-toxic (sub)volcanic environment.

The ultimate scientific goal of Expedition 376 is to discover the key processes that distinguish submarine arc-hosted hydrothermal systems from those linked to spreading centers, which results from the flux of magmatic fluid commonly being much higher in volcanic arcs. As a consequence of their shallow water depths and high volatile contents, the magmatic-hydrothermal arc signature gives rise to different fluid compositions and thus mineralization compared to submarine extensional settings. This likely also has consequences for the associated biota. Additionally, given the very acidic fluids and high metal concentrations, submarine arc hydrothermal systems are thought to be important analogs to porphyry copper, epithermal gold, and various volcanic rock-hosted massive sulfide deposits mined on land. Drilling Brothers volcano will provide essential information for understanding the formation of those mineral deposits and will also reconstruct the volcanic stratigraphy of this arc volcano.

Operations will focus on discharge zones of geochemically distinct fluids in and around the caldera of Brothers volcano by drilling and logging to 100s of m. The drill sites show variable impact of magmatic volatiles, which will enable the expedition to directly study the implications of magma degassing for the transport of metals to the seafloor and how this affects the functioning of microbial life.



Cornel de Ronde and Susan Humphris

氏名 所属 役職 乗船中の役割
高井 研 JAMSTEC 分野長 Microbiologist
野崎達生 JAMSTEC グループリーダー代理 Sulfide Petrologist
Iona McIntosh JAMSTEC ポスドク研究員 Petrophysics (Physical Properties) Specialist



  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




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



  • Sedimentologists
  • Petrologists (igneous/metamorphic/sulfide)
  • Structural geologists
  • Paleomagnetists
  • Petrophysicists
  • Borehole geophysicists
  • Microbiologists
  • Inorganic/organic geochemists





Information Webinar

To learn more about the scientific objectives of this expedition and the technical plans, please join a web-based seminar on Wednesday, 15 March 2017 at 1:00 pm EDT (日本時間:3月16日 午前2時 ).
To participate in the webinar, you need access to the Internet and a computer with a speaker and microphone (optional). To register, click the following link: Exp 376 webinar.







レポート2(2018年6月6日)>>日本の野崎達生から世界のTATSUO NOZAKI へ
レポート3(2018年6月25日)>>3rd Blog Entry from Iona
レポート4(2018年7月3日)>>Exp. 376も終了間近!!


 Exp. 376も終了間近!!

野崎 達生(海洋研究開発機構 グループリーダー代理)

2018年5月6日 (日) にJoides Resolution号に乗船して始まった本航海も残り正味あと2日となりました。海底下の掘削コア試料を採取するコアリングオペレーションは7月1日をもって終了したので、今は掘削孔の温度計測を行ったり、掘削孔内から流体を採ったりするオペレーションが行われています。本航海は背弧海盆に位置する島弧火山、しかも熱水に火山ガスが大量にインプットし熱水のpHが1~2くらいの強酸性下の条件だったので、オペレーションには様々なトラブルが伴いました。それでも総延長1244.0 mの掘削が行われ、総コア長222.37 mのコアが採取されました (回収率17.9%)。今後、これらのコア試料を詳細に分析・解析することで、海底下の変質作用、海水・熱水の流れなどが解明されていくでしょう。

今航海は10か国 (日本、イギリス、ニュージーランド、アメリカ、ドイツ、中国、カナダ、ブラジル、韓国、オーストラリア) から総勢30名の研究者が乗船しました。今後もこのメンバーで共同研究が行われ、Post-cruise meetingなどで再会する素晴らしい仲間ができたと言えるでしょう。また60日間という長い間、ルーペと顕微鏡でコア試料と向かい合い、陸上のペーパーワークのことを忘れて (笑)、これだけ研究に没頭できたのは快感でした。2か月の乗船期間は相当長いので、頻繁にIODP航海に乗船するのは研究のバランスを崩しそうですが、1つ言えるのはもっと若いうちに早くIODP航海に乗船してこの経験を積んでおけば良かったということです。またそう遠くないうちに、IODP航海に参加したいと思います!!


Joides Resolution号誕生40年記念を祝う集合写真 (Credit: William Crawford, IODP JRSO)



Joides Resolution号に乗船する前に、日本から来た研究者およびエンジニアと、コア回収率でビールを飲みたいだけおごってもらう権利を賭けました。







 3rd Blog Entry from Iona

Iona McIntosh(海洋研究開発機構 ポストドクトラル研究員)

As a volcanologist working at the Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), I am one of the Japan-based researchers who have joined the IODP Expedition 376 to drill the hydrothermal system at Brothers Volcano in the Kermadec Arc. I am a member of the Physical Properties team that investigates the characteristics of the rocks that we are drilling. We make a number of different measurements on the recovered cores, which help us to link the rock types that we find to other geophysical datasets like downhole measurements or regional seismic surveys. For some measurements we cut a small piece of the core to work on. For example, we cut small cubes of rock and measure the change in their weight as they dry out. This tells us how much liquid can be held in the spaces within the rock. This is a particularly useful thing to know when we are trying to understand how hydrothermal fluids move through the different rocks of the volcano.

In the photo below I am measuring the speed at which P-waves (a kind of seismic wave) travel through the rocks. For planning our drilling locations we have a cross-section image of the volcano that was made by a seismic survey, where seismic waves travel through the crust and are reflected back from different features. In this seismic image, we can see reflections that might be related to different rock types or growth stages of the volcano. We would like to drill down to some of these features, but we don’t know exactly how deep they are. If we measure the P-wave velocities of the rocks that we are drilling through, then we know how long it took the seismic waves to travel through the volcano to make the seismic image – and from that we can know how deep we will have to drill to reach our targets! So it is fun to gather this data. In many ways we scientists are like impatient children during a long car journey, always asking “Are we there yet?” Of course everyone is excited to find out what the rocks are like at our particular targets, but in fact every rock that we recover as we drill down is a new and exciting discovery.

These kinds of measurements are slightly different to the research I normally do at JAMSTEC, where I am studying how magmatic gases affect how submarine volcanoes erupt, and the kinds of hazards that might be associated with them. I will be able to take some samples of the rocks we collect during this cruise back to JAMSTEC with me, where I will work to find out the gas content and eruption styles of the magmas at Brothers Volcano. I am interested to know how these compare to similar submarine volcanoes in the Izu-Bonin Arc near Japan, and what we can learn from them. On the ship, it is very interesting to experience a new area of research, and I am enjoying learning different ways of studying submarine volcanoes and thinking about how I can improve my future research. There are lots of discussions between all of the scientists and staff on board, who are all from different places and with different areas of expertise, and it is great to share our ideas and learn new things from each other. It also makes for a very interesting and sociable group of people to live and work with. People get together after their shifts are over to watch movies or sing karaoke, or go outside to enjoy the ocean view at sunrise and sunset. There is also a big effort to celebrate when people have birthdays. My birthday was a few weeks into the cruise, and the wonderful catering staff baked a delicious cake for everyone to share – here I am being assisted by JAMSTEC colleagues to make sure everyone can enjoy a slice!

日本の野崎達生から世界のTATSUO NOZAKI へ

高井 研(海洋研究開発機構 分野長)



そもそも何を書きたかったのか忘れそうになりましたが、このわずかな休息に企画されたのが、このブログでよく紹介されていそうであまり紹介されていないJR号の恒例行事。これを紹介するのが今日の本題です。その名もハンプ・デイ・パーティ(hump day party)。ハンプというのはヒトコブラクダのコブを指しているようです。フタコブラクダの場合はどうなんだ?と質問が出ることは火を見るより明らかですが、インターネット環境の良くない我々に調べさせるぐらいなら、そっちで勝手にggrks。まあとにかく、「航海も半分を過ぎましたよ、イエーイ(YAP!)」というパーティです。今回の航海は、航海中に「サラダ記念日」以外、全くなんの記念日もなくて、おそらく唯一の公認パーティ(前回のIODP366次航海は、クリスマス、正月、旧正月と記念日が多かったし、共同首席研究者も明るかったし、EPMも洒落者だったし、研究者やテクニシャンにも芸達者な人達が多かったし、それに比べて今回のメンツはまじめ&ジミ〜)。


それではみなさん。ご注目下さい。物性計測担当のカニカがセレクトした黒人ヒップポップ系のサウンドでノリノリに踊り狂うTATSUO NOZAKIの姿を!「タツオハクレイジーダゼ」と世界に言わしめた白鳥の湖のプリマドンナを!

















選ばれしエリートとしての気品と知性によって日本の研究者の信頼と尊敬を集めているJAMSTECの野崎達生博士がこの日、各国の研究者から「あのエリートのタツオがこんなスチューピッドなことができるなんて...、さすが二刀流の日本人!」と賞賛を集め、日本の野崎達生から世界のTATSUO NOZAKIへと生まれ変わったことは言うまでもありません。



野崎達生(海洋研究開発機構 グループリーダー代理)

2018年5月9日 (水) 8時半に、Joides Resolution号はニュージーランド・オークランド港を出港しました。IODP Expedition 376航海の開始です!現在は、パイロットホールであるHole U1527Aの掘削・コアリングが終わり、次のHole U1527Bでのケーシングパイプを敷設しているところです。

今航海は、出港地のオークランドから調査地のBrother Arc Calderaまでわずか1日で着いてしまう距離なので、研究者は5月6日 (日) に乗船した後に、船上生活全般や安全に関する講習、ラボの説明や様々な機器のトレーニングを受けました。居室のトイレが隣の居室と繋がっていて4人で共用するシステムには驚きましたが、食堂・ラボ・娯楽室・ジムなど施設は十分に揃っていて快適です。また、出港までは毎日乗船者でオークランドの街に繰り出し、オークランドの夜を楽しく過ごしました。



乗船して種々のトレーニングを受けた後は、早速皆で議論を重ねて、どのように掘削コア試料を記載 (試料の産状・素性を詳しく観察・記録していく作業) していくかを議論していきます。今回、私はSulfide Petrologist (硫化物岩石学者) という役割で乗船しており、構造地質・火山岩・熱水変質などを記載するVisual Core Descriptionのグループで作業をしています。コア試料を記載する際には、鉱物のサイズとは何か?変質の組織とは何か?硫化鉱物の組織とは何か?そして、1つ1つの学術用語の意味は何か?ということを『延々と』議論します。これは、コアを記載する人間が共通の意識と基準に基づいて作業するのに必須の工程なのですが、普段の研究では人によって基準 (と好み?) が少しずつ異なります。なので、ある用語を記載に使うためのコンセンサスを十分に築いておく必要があるのですが、そのために何度も何度も何度も議論を重ねます。そして、採取されたコア試料によってさらに修正を重ねて記載作業を進めています。まだこの航海は始まったばかりですが、ボトムアップの議論に基づく意思決定のプロセスに、とても新鮮さを覚えました。

出港時のGroup photo

今航海の目的は海底熱水鉱床の深部まで掘削し、島弧の火山ガスが熱水にどのような影響を与えているか、揮発性元素の移動を観察するのが一番重要な目的です。Joides Resolution号で海底熱水鉱床を掘削するのは、ODP Leg 193航海以来の18年ぶり!何が起こるか予想も付きません。残念ながらパイロットホールのコア回収率は低調でしたが、研究者は皆、これから上がってくるであろう予想もせぬコア試料を心待ちにしています!!

Moon poolからHole U1527BにRe-entry coneを下ろす所



  • 乗船
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