地球深部探査センター
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ちきゅうの科学技術
「ちきゅう」は、地球や生命のその姿をどのように明らかにするのか。地球深部から採取した試料の分析や掘削孔を利用した観測など、船上での科学分析を中心に紹介します。
「ちきゅう」船上研究設備の詳細な情報はこちらをご覧ください
コアの船上分析
photo 地球深部から採取された柱状の地層サンプルは「コア」と呼ばれ、地球の姿を現す鍵となります。しかしながら、コアは「生もの」であり、地表に上がってくるとその環境の違いからその性質が刻々と変化してしまいます。そのため、「ちきゅう」には船上ですばやく分析できる研究設備が備えられています。
コアの切断
photo ドリルフロアから運ばれてきた長さ約9mのコアを1.5mずつに切断し、セクションごとに航海番号、掘削孔番号、コア番号、セクション番号などのIDをコンピュータに登録し、管理します。
X線CTスキャン
photo X線を使用した非破壊計測器で、半裁する事によって、コア試料の物性や構造が変化してしまう前に、内部をビジュアル化します。内部の不均一性を調査し、サンプリングの効率、効果を高めます。
品質管理・サンプリング
photo 地球化学の研究では、コアに含まれるガスや流体も貴重なサンプルであることから、嫌気環境でのサンプリングや、周囲からの汚染を抑えた状態でのサンプル処理を行います。
微生物分析
photo 地下圏微生物は、低温、嫌気(無酸素)状態で生息しているため、室温で高酸素条件下に長くさらされると状態が変化し、死滅する可能性があります。そのため、嫌気状態でサンプル採取や微生物試料の凍結保存・培養を行います。
コアの半裁
photo 1.5mのコアは、地質の記載、密度・帯磁率など非破壊測定の後に専用ケースに入れられます。その後、船上および陸上での各種分析に用いられる分析用コア(ワーキングハーフ)と、保存される保存用コア(アーカイブハーフ)に半裁します。
サンプル処理
photo 半裁されたコアから部分的に採取されたサンプルを、遠心分離やフィルタリング等処理により不要部分を除去した後、分析や実験に必要となるサンプルを抽出します。
古地磁気分析
photo コアに含有される磁性鉱物に記録された磁場の計測を行い、年代判定を行います。
古生物・岩石学分析
photo 光学顕微鏡、偏光顕微鏡、蛍光顕微鏡などを用い、堆積物中に含まれる微化石や鉱物を観察し、堆積物の年代判定、過去の地球環境推測、岩石の成因や地殻内環境の特定を行います。
地球化学分析
ICP発光分光分析装置、炭酸塩分析装置、イオンクロマトグラフ、紫外可視分光光度計、元素分析装置、ガスクロマトグラフなどを用いた分析を行います。
データ統合センター
コアの各種分析結果、X線CTスキャンを含む画像情報、孔内検層データ、泥水検層データなどは、データ統合センターで二次処理、統合化処理、可視化処理、映像化処理などの高次解析処理を行います。
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コアの保管
photo コンテナ(半割コアを約8,000 m深度長分収納可能)にコアを冷蔵保管します。
検層
photo 採取した地質サンプル以外にも、船上から掘削孔に特殊な観測機器をワイヤーラインで降ろし地層の様子を調査します。

音波(弾性波)や放射線、電磁気等を用いて、地層の間隙率、鉱物組成、熱流量等を計測するほか、孔壁のカラー画像作成や地層内流体を採取することができます。

コアに比べて、現場のデータをリアルタイムかつ連続的に取得することができ、高解像度(解像度約5mm)の画像では、分かりにくい地層の割れ目や、過去の気候変動の痕跡を示す微小な岩石の変化まで捉えることが可能です。

photo FMI (Formation Micro Imager)と呼ばれる比抵抗を用いて高解像度のカラーイメージを作成するツールで得られた情報をコンピュータで処理した画像
長期孔内計測システム
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掘削を終えた孔内に観測装置を設置して地殻内の変動を長期間にわたり観測するシステムを開発しています。

将来的には複数の観測孔を海底ケーブルでリンクして地球観測ネットワークを形成し、防災など私たちの暮らしに役立てることを目指しています。

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