中期目標
地球内部ダイナミクス研究
海溝型巨大地震、津波、海域の火山活動などの海洋由来の脅威に対応するため、これらの現象を解明し、防災対策を強化することは四方を海洋に囲まれた我が国にとって 急務の課題である。 これらの問題の解決に貢献するため、海域の地震・火山活動を引き起こす地球内部の動的挙動(ダイナミクス)について、調査観測等により現象と過程に関する研究を実施 するとともに、得られた成果を基に、海底地殻変動による災害の軽減に資する数値モデルの開発等を行う。
中期計画
地球内部ダイナミクス研究
日本列島周辺海域、西太平洋域を中心に地震・火山活動の原因、島弧・大陸地殻の進化、地球環境変遷等についての知見を蓄積するため、地球表層から地球中心核に至 る固体地球の諸現象について、その動的挙動(ダイナミクス)に関する研究を行う。
これにより、巨大海溝型地震・津波への対応等日本近傍における防災・減災に貢献するため、地震・津波・火山活動等についてそれらを引き起こす基本原理の理解に基づ くモデル化と予測・検証を行う。 このため、本中期目標期間中に以下の研究を実施する。
(イ)地球内部ダイナミクス基盤研究
地球表面から中心核に至るまで地球の構造・組成とその時空間分布・変動に係る観測・調査、実験・分析を行い、地球内部の基本的なダイナミクスの過程を解明する。 具体的には、
- プレート運動から堆積層内諸現象まで海底下の様々なスケールの表層現象に関して観測、実験、シミュレーションを実施する。
- 海域での地球物理観測等による地球深部の構造調査、マントル・中心核活動の観測とモデルの構築、物質科学的手法に基づく表層と地球内部深層の相互作用の 解析等を実施することにより、表層・マントル・中心核の各層間の相互作用、熱物質輸送のメカニズム等地球の進化と変動に関わる基本的メカニズムを明らかにする。
- 地球深部起源マグマの物質科学的解析、地球深部の状態を明らかにするための超高圧下での物性測定・相平衡実験、およびこれらに必要な実験的手法の検討など を行うことにより、地球内部の物質循環に関する地球内部ダイナミクスモデルを構築する。
- 地球内部ダイナミクス研究に広く利用可能な高品質のデータベースを海域観測からデータ公開まで一連のシステムとして構築するとともに、データの利用のた めに最適な処理手法と計算手法に関する研究を行う。また、マントルと中心核の相互作用を取り入れた対流運動等、固体地球物理分野に関する基盤的なシミュレ ーション研究を行うとともに、様々なスケールの過程が複雑に関与する地球内部の諸現象を再現可能なモデルを開発する。
(ロ)地球内部ダイナミクス発展研究
基盤研究の成果を融合させ、地殻活動を把握するため、沈み込み帯のダイナミクスの包括的理解を目的とした観測調査研究、科学掘削で得られた掘削コア試料を用いた研究など、世界をリードする発展的な研究を実施する。具体的には、
- 海底掘削孔等を利用した海溝付近プレート境界の変動の長期的監視のため、海底地殻活動観測用のセンサーをシステム化する。これにより、巨大地震を発生さ せる海底下のプレート境界の変動を解明する。
- 海域に面的に展開した超稠密地震探査・地震地殻変動観測により、巨大地震の発生場の構造および物性とその変動を明らかにし、数値シミュレーションにより 巨大地震の発生に関する評価を実施する。
- 海底ネットワーク、海域ネットワークにより得られたデータをもとに既存の陸域地震ネットワーク等により得られたデータを活用し、地球内部ダイナミクスに 関する海陸統合データベースを構築する。
- プレート境界域における地殻・マントルの活動について、日本海溝から東北日本を経て日本海に至る地域を対象とし、海域での地球物理観測・試料収集、岩石 試料の物性測定・相平衡実験等を実施し、地震・火山活動の発生メカニズムに関する分野横断的なモデルを構築する。
- 科学掘削により得られた掘削コア試料を活用し、地球環境の変遷、地球内部における物質循環、地殻変動等に関する研究を総合的に行う。このため、統合国際 深海掘削計画(IODP)における研究計画を積極的に提案し、実施する。
- 地球内部と大気・海洋を含む地球表層との相互作用について包括的に理解するために、相互作用において重要な役割を果たしている要素(水等)の挙動などに 注目したモデルを構築し、これらの相互関係についてミクロから全球規模までの再現を可能とする。
