東部南海トラフ付加体における冷湧水の化学的性質(KAIKO-TOKAI計画):｢しんかい6500｣潜航#113報告

Abstract

東部南海トラフにおけるプレート沈み込み冷湧水帯の地球化学的解明のために、日仏KAIKO-NANKAI計画(1989年)で発見されたシロウリガイコロニーを再訪し、海底直上海水と海底堆積物の同時採取を｢しんかい6500｣で初めて行った。海底直上水は、｢しんかい2000｣用に開発した熱水採取装置を｢しんかい6500｣向きに改良した採水装置によって、また海底堆積物は、｢しんかい2000｣ですでに使用実績のある打ち込み式重錘コアラーを｢しんかい6500｣で初めて使用することによって、それぞれ成功裏に採取された。堆積物中の間隙水を｢よこすか｣船上で抽出し、コロニー付近の堆積間隙水中の主要陽･陰イオン、Mn(2)、H2S、NH4(+)、SiO2、PO4(3-)、pHおよびアルカリ度の鉛直分布を明らかにした。シロウリガイコロニーからわずか30cm離れただけで、堆積物の間隙水中にはほとんど硫酸還元の兆候は認められず、コロニーの内側と外側では間隙水の化学的性質に著しい落差のある可能性を示した。なお、シロウリガイコロニー内ではその外側に比べて、表層堆積物の温度が明らかに高いことを確認した。

In an effort to elucidate geochemical behaviors of cold seepage at the plate subduction zone in the eastern Nankai Trough, water samples just above the bottom and a sediment core sample were collected at the same time using the submersible 'Shinkai 6500' at one of the Calyptogena communities located during the Japan-France KAIKO-NANKAI project in 1989. The water samples (eight bottles) were taken with a specially designed pumping system whose proto-type had already been utilized for 'Shinkai 2000' dives. The undisturbed sediment sample with a diameter of eight cm and a length of 14 cm was successfully recovered with the Masuzawa-type pile driving corer. Sedimentary pore waters were squeezed on board 'Yokosuka' to obtain vertical profiles of major cations and anions, Mn(2+), H2S, NH4(+), SiO2, PO4(3-), pH and alkalinity. It was suggested that there may be a drastic change of pore water chemistry between inside and outside the Calyptogena community, because the sedimentary pore waters recovered from only 0.3 m apart from the margin of the community show little indication of in situ sulfate reduction. It was confirmed that surface sediment temperature is higher inside the Calyptogena community than the outside.