深海底に広がるプチスポット火山の活動範囲を鮮明に描き出す~調査船としんかい6500を用いた統合音響観測による新時代の海底地質調査~

2025-09-09 早稲田大学

千葉工業大学・海洋研究開発機構・早稲田大学などの研究チームは、南鳥島南東沖で調査船の広域音響観測と有人潜水調査船「しんかい6500」による高解像度音響観測を組み合わせた「統合音響観測」を実施し、プチスポット火山の活動範囲を正確に特定する新手法を開発した。従来は海底地形や音響反射強度から火山を推定していたが、平坦な海底でも溶岩が存在する例があり活動範囲を過小評価していた。本研究では船上サブボトム探査により地下構造を把握し、溶岩分布を示す特徴的なOLタイプ構造などを指標に、プチスポット溶岩が広域に広がることを明らかにした。さらに「しんかい6500」による近接観測で溶岩の噴出・貫入の詳細を確認。結果として、従来推定よりも大規模に活動範囲が広がることが示された。この手法により、プレート改変の実態を把握し、沈み込み帯の巨大地震や地球内部物質循環の理解に貢献することが期待される。成果は『Scientific Reports』に掲載。

深海底に広がるプチスポット火山の活動範囲を鮮明に描き出す~調査船としんかい6500を用いた統合音響観測による新時代の海底地質調査~

<関連情報>

最古の太平洋プレートにおけるプチスポット火山域の統合音響識別 Integrated acoustic identification of a petit-spot volcanic field in the oldest Pacific plate

Shiki Machida,Junji Kaneko,Kazuhiro Inose,Tatsuo Nozaki,Koichi Iijima & Naoto Hirano
Scientific Reports  Published:09 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-025-15806-y

Abstract

Petit-spot volcanism plays a critical role in the metasomatism of oceanic plates prior to subduction and in their recycling into the deep mantle. The extent of metasomatism depends on the number and volume of petit-spot volcanic edifices and intrusions, making precise identification of petit-spot volcanic fields essential. However, conventional methods based on seafloor topography and acoustic backscatter intensity alone have limitations in accurately delineating these features. Here we compiled acoustic survey data obtained using subbottom profilers mounted on both research vessels and submersibles in the region southeast of Minamitorishima (Marcus) Island, the oldest part of the Pacific plate. Analysis of the subbottom profiler data revealed three main stratigraphic facies: O-type (opaque), T-type (transparent), and L-type (layered). Among these types, OL-type facies, characterized by low slope gradients and high backscatter intensity, indicate petit-spot lava flows. Additionally, M-type facies, marked by multiple discontinuous reflections, occur at boundaries between OL-type and other facies, representing transitional zones formed by intrusive activity. High-resolution acoustic stratigraphy and ground-truth observations from submersible dives confirmed that M-type facies reflect petit-spot lava intrusions. Integrating seafloor backscatter with subseafloor stratigraphy provides a robust and reliable method for delineating petit-spot volcanism and assessing its geological impact on the abyssal seafloor.

1702地球物理及び地球化学
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