相模湾初島南東沖｢冷湧水｣の起源: ｢しんかい2000｣第721潜航の結果

Abstract

相模湾初島南東沖のシロウリガイ群集域においては、｢冷湧水｣が存在していると考えられてきた。しかしその｢冷湧水｣がどういう種類のものであるか、その起源については定説にはいたっていなかった。この解明をめざして行われた｢しんかい2000｣の第721潜航において、約10度Cの温度異常を示す湧水を赤褐色海底変色域から採取することに成功した。本論においてはその湧水の化学組成の分析結果を報告し、その起源について考察した。分析の結果から、湧水は海水とは明瞭に化学組成が異なっており、海水に比較してアルカリ度、H2S、SiO2、NH4に富んでおり、逆にCl、SO4、K、Na、Mg、Caに乏しいことがわかった。この化学組成は、湧水が堆積物中の間隙水と未知の底Cl濃度の水(｢Fresh Water｣と呼ぶ)が混合したものとするとうまく説明できる。さらにこの｢Fresh Water｣の起源について過去の知見を併せて考察すると、天水が最も有力である。初島南東沖における湧水は、従来言われてきたようなプレートの沈み込みに起因する｢冷湧水｣や、火山性(熱水性)の湧水ではなく、陸域の地下水の水平流動が原因である可能性が強いといえるだろう。

Fluid seeping activity has been widely recognized at the bathyal Calyptogena community site, off Hatsushima Island, Sagami Bay. The source of the seeping fluids, however, was not determined. In order to clarify the origin, geochemical studies have been conducted. During the dive 721 of 'Shinkai 2000', oozing fluids (about 10 C higher than ambient sea water) were collected at the site with reddish-brown seafloor. In this study, chemical composition of the fluid samples was reported. The chemical composition of the fluid samples is clearly different from that of sea water. Fluid samples show enrichment in alkalinity, H2S, SiO2 and NH4, while depletion in Cl, SO4, K, Na, Mg and Ca, compared with sea water. The seeping fluid composition is well explained by mixing of typical pore water and low Cl content water ('Fresh Water'). Meteoric water is the most plausible source of the 'Fresh Water'. This result strongly suggests that the seeping fluid is interpreted to be from deep groundwater in the land area through lateral migration, instead of source from subducting plate compactions or volcanic heat sources.