地球深部探査船「ちきゅう」による国際深海科学掘削計画（IODP）第405次研究航海「日本海溝巨大地震・津波発生過程の時空間変化の追跡（JTRACK）」の実施について

国立研究開発法人海洋研究開発機構（理事長 大和 裕幸）は、国際深海科学掘削計画（IODP: International Ocean Discovery Program）^※1 の一環として、地球深部探査船「ちきゅう」^※2 によるIODP第405次研究航海「日本海溝巨大地震・津波発生過程の時空間変化の追跡（JTRACK: Tracking Tsunamigenic Slip Across the Japan Trench）」を実施します。

• ・期間：2024年9月6日～2024年12月20日（予定）
• ・海域：宮城沖　約200km（別紙　図1参照）
• ・概要：別紙参照

別紙

地球深部探査船「ちきゅう」による国際深海科学掘削計画（IODP）第405次研究航海「日本海溝巨大地震・津波発生過程の時空間変化の追跡（JTRACK）」の実施について

1. 科学的背景・目的

2012年に実施したIODP第343次研究航海「東北地方太平洋沖地震調査掘削(JFAST: Japan Trench Fast Drilling Project)」では、2011年東北地方太平洋沖地震を引き起こしたプレート境界断層の一部からコア試料を採取することに成功し、分析の結果、断層部分は滑りやすく、含んだ水分を逃しにくい粘土鉱物（スメクタイト）を多く含むことが分かりました。また、地震発生時に地層内の応力がどのように変化したかを調べるため、地層の物性データを分析した結果、地震前に蓄積されていた応力が地震発生時にほぼ全て解放されたことが判明しました。これらの要因により引き起こされた大規模なプレート境界断層のすべりにより、津波が巨大化したと考えられています。（既報：2013年10月8日）

さらに、地層内の温度を計測することで地震発生時の断層の滑りによって生じた摩擦熱を捉えることができ、その計測の結果から、地震により生じた断層の滑りが浅い部分まで伝わり、またこの摩擦熱によって断層内の粘土に含まれる水分が膨張したために大きな滑りを引き起こしたことがわかりました。（既報：2013年12月6日）

一方で、これらの研究成果を踏まえても以下の３つの点が未解明となっていました。

本航海では、JFASTの調査海域に再訪し、コア試料の採取、掘削同時検層^※３、長期孔内温度計測システムの設置を行い、これらの問いを明らかにすることを目指します。

2．航海の概要

IODP第405次研究航海(JTRACK)では、東北地方太平洋沖地震が発生した日本海溝において、地球深部探査船「ちきゅう」を用いた調査を実施します。地震による摩擦熱を捉えた2012年のIODP第343次研究航海(JFAST)の調査海域に再訪し、地震後の断層固着回復過程、プレート境界断層浅部のすべりメカニズム、沈み込み帯の物質特性がプレート境界断層に与える影響の解明に挑みます。そのため、大きな滑りが発生したプレート境界浅部(JTCT-01A)と沈み込む太平洋プレート上(JTCT-02A)にて掘削を行います。JTCT-01AとJTCT-02Aの２地点で掘削同時検層とコア試料の採取を実施し、さらにJTCT-01Aでは海底下の地中温度の詳細な深度プロファイルを捉えるため、長期孔内温度計測システムを設置します。

3．IODP第405次研究航海研究チーム

共同首席研究者（以下6名）

小平 秀一 　 （海洋研究開発機構　日本）
Christine Regalla（Northern Arizona University　アメリカ）
Jamie Kirkpatrick（University of Nevada, Reno　アメリカ）
氏家 恒太郎　 （筑波大学　日本）
Marianne Conin （University of Lorraine　フランス）
Patrick Fulton （Cornell University　アメリカ）

このほかIODP参加国から選考された50名（うち日本からの参加者19名）を含め、合計56名（10 ヵ国）の研究者が参加します。

4．特設ウェブサイト

本研究航海に関する特設ウェブサイトを開設しています。本ウェブサイトでは、研究航海の概要や参加研究者の紹介を行うとともに、研究航海の進捗を随時更新する予定です。https://www.jamstec.go.jp/chikyu/j/exp405/

図1　調査海域図（出典Chester et al.2013）: JTCT-01AとJTCT-02Aの２地点で掘削を行います。

図2　掘削計画

①

長期孔内温度計測システムの再設置
JFASTで掘削したC0019孔内に残されているチュービングを利用し、長期孔内温度計測システムの再設置を行います。

②

掘削同時検層 (LWD: Logging-While-Drilling)
JTCT-01AとJTCT-02Aの２地点において、掘削同時検層を用いて海底下を掘削しながら目標深度まで孔壁の地質データを取得します。

③

コア試料の採取
JTCT-01AとJTCT-02Aの２地点において、海底直下から目標深度(JTCT-01A:950m、JTCT-02A:450m)までの全区間の地層を円柱状に採取していきます。

④

長期孔内温度計測システムの設置
JTCT-01Aにおいて、(1) 水中カメラでモニターしながら海底面にウェルヘッドを設置して、(2) 目的深度まで掘削します。次に、(3) 長期孔内温度計測システムをドリルパイプに吊り下げてウェルヘッドから孔内に再接続し装置を設置、(4) 最後にドリルパイプと装置を切り離します。