Spatiotemporal scale of large-scale hydrothermal circulation system connecting ocean and mantle at the outer rise

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１．三陸沖日本海溝海側のアウターライズでマルチチャンネル反射法地震探査（MCS）を実施した。MCSデータ処理を施し、ホルスト・グラーベン構造を形成する多数の海底活断層の高解像度構造イメージングに成功した。岩手沖測線SR101におけるタイプラプス減衰特性解析を実施した結果、海洋地殻の間隙水圧の時間変化を示唆する減衰特性の変化が見られた。また、既存MCSデータを用いて断層と流体移動との関係を調査した。アウターライズ断層の詳細な実態把握に向け、稠密OBS観測による地下構造イメージング技術の検証を進め、2024年度に実施すべき観測仕様について大枠を定めた。２．日本海溝の陸上アナログであるジュラ紀付加体中の珪質堆積物の地球化学的分析から、古いプレートの沈み込みに伴う海水の浸透を明らかにした。日本海溝海側斜面の正断層近傍3か所で熱流量測定を実施し、いずれも断層崖の基部付近で熱流量が最大となった。この分布は海底地形の影響だけでは説明できず、地温勾配を原動力とする熱水循環が起きていることが予察的に示唆された。また、海溝付近の大水深で効率的に熱流量測定を行うために改良を進めている測定装置に、海底での熱伝導率測定機能を加え、その動作試験を琵琶湖において実施した。３．東北沖アウターライズ海域において海底堆積物・間隙水試料を採取した。海底堆積物の間隙水のヘリウム同位体を分析した結果、これまでにヘリウム同位体比に異常が見られたのと同じ場所で今回も異常が見られ、大規模流体循環の上昇流が継続していることが確認できた。アウターライズでの流体大循環研究と関連付けられる南海トラフでの流体循環を調べた。具体的には熊野海盆におけるIODP Expedition 348および358において掘削されたカッティングス（岩石試料）の包有物に含まれるヘリウム同位体比を分析した。その結果、顕著なマントル起源の兆候が見られた。