公告/发布日期:2013/09/09

mile米乐中国官方网站 鹿儿岛县德之岛以西海域发现新的火山活动区域

-成功确认伴随气体冒泡的活跃热水喷发-

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  • 在德之岛以西海域的一座海底火山上发现了一个具有多个羽流的新火山口状地形
  • 使用绳索无人水下航行器 (ROV) 观察海底并采集样本
  • 确认海洋浑浊、海底气体冒泡以及热液喷发

摘要

独立行政机构国立产业技术综合研究所[理事长中钵良二](以下简称“AIST”)地质信息研究部[研究部部长牧野雅彦] 海洋地质研究组研究组组长新井幸作一行于2013年7月20日至7月30日参观了海洋资源调查船“博丽”号(6283吨,日本石油天然气金属国家机构(JOGMEC)),在鹿儿岛德之岛周边海域进行了海洋地质调查县,并在德之岛以西海域发现了以前从未发现过的海底火山活动新区域。

 德之岛以西海域多窄波束声学探测羽毛形的声学异常。因此,翻滚式无人潜水器 (ROV)在船上进行了实时海底观测,证实了海水浑浊、海底气体冒泡以及活跃的热液喷发。该地区包含活火山岛吐噶喇群岛的西南部,证实了火山活动活跃的海洋区域从この発见は、トカラ列岛の火山活动に关する成因解明の研究など、新たな科学的知见をもたらすものとして期待される。

 与海底火山活动相关的热液活动有可能形成海底热液矿床,而在海洋中发现表明存在此类矿床的新区域对于国家的海洋资源开发计划具有重要意义,因此我们将继续与经济产业省和各种组织合作,开展针对海洋资源开发的研究。


热液喷口附近的潜艇视频照片
热液喷口附近的海底镜头
ROV上安装的高清摄像机拍摄的喷口附近的风景。
这是一个热爱硫化物的社区管虫是啊新海云雀街,观察到被认为是硫化物的白色沉淀。



研究的社会背景

 日本位于海洋板块俯冲带,基于陆地和海洋科学知识的地质信息是研究该地区火山形成和喷发机制以及俯冲带地震发生机制的重要知识基础之一。此外,从日本周边海洋的开发和利用的角度来看,准备有助于日本领海和专属经济区的管理、保护和开发的地质信息是一个重要问题。特别是,政府正在进行研究,旨在将海底热液矿床商业化,预计这些矿床将成为未来的矿产资源来源。在日本广阔的领海和专属经济区,发现具有热液活动潜力的新区域将为了解矿产资源可持续稳定供应的资源潜力提供重要知识。

研究历史

 AIST根据经济产业省的知识基础设施开发计划,继续制作和出版海洋地质图,以完善日本周边海域的地质信息。 2006年,我们完成了四个主要岛屿(北海道、本州、四国和九州)周围的调查,2008年,我们开始了冲绳周边海域的海洋地质调查,该地区尚未开发出国土的基本信息。获得的数据可作为活动断裂评价、地壳形变分析、海底资源开发利用、海洋物质循环、环境研究等方面的基础数据。在冲绳周边海域的海洋地质调查中,2010年和2011年在久米岛以西海域确认了具有多个破火山口地貌的海底火山,并于2012年航行期间发现了新的海底热液活动。2012 年 12 月 12 日 AIST 新闻稿)。然而,在这次航行中,由于船舶和船上设备等限制,无法实际观测到热液喷发本身。此次海洋地质调查是利用最先进的海洋资源调查船博丽号及其船上观测设备进行的,目的是收集德之岛周边海域的海洋地质信息。

发现海底火山活动地点的图片
发现海底火山活动的地点
(左)多窄波束探测仪捕获的火山口状地形
(右)发现海底火山活动地点周围区域的地图(红色圆圈表示火山活动区域)

研究内容

 在德之岛周边海域进行的海洋地质调查包括使用多窄波束探测仪进行大范围详细的海底地形调查、利用声波调查海底地质结构的声波调查、检查反映地质结构的岩石和其他物质的差异的重力和磁力等物理勘探以及对实际构成海底的岩石和沉积物进行采样。在使用多窄波束探测仪进行地形测量时,我们在德之岛以西海域的一座海底火山上发现了一个宽 500 m 的新火山口状地形。此外,它的内部还有一个多窄波束发声器和子底部分析器确认了羽状声音异常(图1)。


回声探测仪检测到的上升羽流图像
图 1 回声测深仪检测到的上升羽流为声学异常
图像显示从左侧以几秒的间隔传输的数据,从海底延伸到海洋表面的每条黄绿色条纹代表羽状声学异常。
颜色代表声音反射的强度,红色较强,蓝色较弱。

 我们利用ROV上安​​装的高清摄像机对发生声异常的区域进行了实时海底观测,确认了海域浑浊度和海底表面有气体冒泡,并发现了热水喷口。在喷口附近,清晰可见热液喷口特有的生物群落,例如喜硫化物的管虫和日本云雀贻贝,以及被认为是从热液喷口喷出的硫化物的白色沉淀物。在进行这些实时海底观测的同时,操纵器收集了精确的岩石样本。 (图2)。此外,ROV 上安装的温度计证实海底附近的水温有所升高(图 3)。


使用机械手提取岩石的图像
图 2 使用机械手提取岩石
ハイビジョンカメラによる海底の目视観察を行い、ピンポイントで分析に用いる岩石试料の采取を行った。

使用机械手提取岩石的图像
图3 ROV上安装的温度计测量的海底温度异常
ROV首先降落在海底,对海底表面进行观测并采集样本,观测约2小时后离开海底。
当我们在热液喷口附近工作时,水温正在迅速上升。

 由于这次多窄波束声波探测,在附近的海底火山中确认了多个火山口和破火山口地形,因此很可能存在许多其他热液活动区域。我们目前正在对收集到的材料样本进行以下分析。

1) 测深地形分析以了解火山带的形成过程
2) 分析地球物理测量数据以了解海底下方的地质结构
3) 对收集的岩石样本进行矿物和化学分析,以进行资源潜力评估
4) 岩石样本的年代测定以阐明地质结构发展的历史

未来计划

 今后、采取した资试料の分析に加えて、海底火山周辺海域の详细な海底视线调查と岩石采取作业を実施し、海底火山の地质学的な発达の仕解明する。此外,由于海底热液活动预计会形成矿床,因此我们建立了“资源勘探工作组'',我们将调查海底热液活动的分布范围、活动模式以及矿藏存在的可能性。



术语解释

◆多窄波束声学探测
从研究船底部以扇形发射的多个声束接收来自海底的反射,以在大范围内测量海底的详细水深。[返回来源]
◆羽
在垂直方向上发生的流体流动,当流体底部连续受热时发生。只要热液的比重与周围海水相比较小,热液羽流就会向上对流。这显示了从海底升起的声学异常。[返回来源]
◆翻滚式无人潜水器(ROV)
一种可以从船上远程操作的无人潜水器,用于观察海底并收集样本。[返回来源]
◆吐噶喇群岛
一个群岛,位于鹿儿岛以南约 160 公里处,从口之岛一直延伸到横岛。口之岛、中之岛、诹访之濑岛有活火山。碘鸟岛(冲绳县)是吐噶喇群岛的西南延伸部分,也是一座活火山。[返回来源]
◆管虫、新海百灵
一种在热水或冷泉水喷口附近成簇生长的生物体。据说它们利用硫化氢和甲烷获取营养。管虫会产生照片中所示的白色活管(管状)并生活在其中。 Shinkai Hibarigai是照片中的棕色贝类。[返回来源]
◆海底剖面仪
一种利用研究船底部发出的声波捕捉海底和海底地层反射波来调查海底地质结构的装置。最初,这个装置是用来调查海底下面的结构的,但如果它也记录海水数据,它也可以用来调查海水中的声学异常。[返回来源]
◆机械手
一种附在缆绳式无人潜水器正面的遥控装置,具有类似于人手臂的功能。观看视频时收集岩石等样本。[返回来源]
◆资源勘探工作组
为了确保保护分布在日本周边海域的海洋矿产资源的利益,独立行政机构日本石油天然气金属国家机构 (JOGMEC) 和 AIST 联合成立了一个工作组,以缩小有前景的海域并确定候选勘探地点(JOGMEC 新闻公告,2013 年 8 月 7 日)。[返回来源]

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