オレゴン州の海底から噴出する謎の温かい液体を科学者が発見

ワシントン大学より 2023 年 4 月 17 日

ピシアス オアシス サイトのこのソナー画像には、オレゴン州ニューポート沖 80 マイルの深さ約 3 分の 2 マイルの海底から泡が立ち上っていることが示されています。 これらの泡は、暖かく化学的に異なる流体が海底から噴出するユニークな場所の副産物です。 研究者らは、この流体はカスカディア巨大推力帯、つまりプレート境界から直接来ており、2つのプレート間の応力蓄積を制御するのに役立っていると考えている。 クレジット: Philip et al./Science Advances

プレート テクトニクスの分野は比較的新しく、研究者たちは地震を引き起こす地質断層の複雑さをまだ解明し続けています。 そのような断層の 1 つであるカスカディア沈み込み帯は、太平洋北西部に位置する潜在的に壊滅的な被害をもたらす可能性のある沖合断層ですが、その秘密はまだすべて明らかにされていません。 その不気味な静けさにもかかわらず、マグニチュード9の大地震を引き起こす可能性があります。

A study led by the University of Washington discovered seeps of warm, chemically distinct liquid shooting up from the seafloor about 50 miles off Newport, Oregon. Their research, published in the journal Science Advances<em>Science Advances</em> is a peer-reviewed, open-access scientific journal that is published by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). It was launched in 2015 and covers a wide range of topics in the natural sciences, including biology, chemistry, earth and environmental sciences, materials science, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Science Advances では、研究者たちが Pythia's Oasis と名付けたユニークな水中泉について説明しています。 観測によると、この泉はプレート境界の海底下4.5マイルの水から供給されており、沖合の断層にかかる応力を調節している。

研究チームは、RVトーマス・G・トンプソン号でのクルーズが天候の影響で遅れた際に発見した。 船のソナーは、海面下約4分の3マイルのところで、予期せぬ泡の噴煙を示した。 水中ロボットを使用したさらなる探査により、この泡は、海底の堆積物から湧き出ている化学的に異なる暖かい流体のほんの微量成分にすぎないことが判明した。

「彼らはその方向に探査し、そこで見たのは単なるメタンの泡ではなく、消防ホースのように海底から出てくる水でした。それは私が見たことのないものであり、私の知る限りではこれまで観察されたことがありませんでした」と共同教授は語った。著者のエヴァン・ソロモンは、海底地質学を研究するカリフォルニア州立大学海洋学准教授である。

この場所は、2015 年の地域ケーブル アレイ遠征クルーズ中にカナダの遠隔操作車両 ROPOS によって撮影された映像で発見されました。 研究者らが泡のプルームを調査しに行ったとき、オレゴン州ニューポート沖約80マイルの海底から、暖かくて化学的に異なる流体が湧き出ているのを発見した。 研究者らは、この流体はカスカディア沈み込み帯から直接来ており、2 つのプレート間の応力の蓄積を制御するのに役立つと考えています。 クレジット: Philip et al./Science Advances

この機能は筆頭著者のブレンダン・フィリップ氏によって発見され、彼はウィスコンシン大学の大学院生としてこの研究に携わり、現在はホワイトハウスの政策顧問として働いている。

Observations from later cruises show the fluid leaving the seafloor is 9 degrees CelsiusThe Celsius scale, also known as the centigrade scale, is a temperature scale named after the Swedish astronomer Anders Celsius. In the Celsius scale, 0 °C is the freezing point of water and 100 °C is the boiling point of water at 1 atm pressure." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Celsius (16 degrees FahrenheitThe Fahrenheit scale is a temperature scale, named after the German physicist Daniel Gabriel Fahrenheit and based on one he proposed in 1724. In the Fahrenheit temperature scale, the freezing point of water freezes is 32 °F and water boils at 212 °F, a 180 °F separation, as defined at sea level and standard atmospheric pressure. " data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">華氏）周囲の海水よりも暖かい。 計算によれば、流体はカスカディア巨大推力から直接来ており、その温度は推定摂氏150度から250度（華氏300度から500度）である。

ソロモン氏によると、新たな湧出は、クルーズ船が向かっていた近くの海底観測所の地質活動とは関係がないという。 代わりに、それらは巨大なカスカディア沈み込み帯をクロスハッチする垂直断層の近くで発生します。 海洋の地殻と堆積物の一部が互いに滑り合うこれらの横ずれ断層は、海洋プレートが大陸プレートに斜めに衝突し、その上にある大陸プレートに応力を加えるために存在します。

これらの横ずれ断層を通した沖合の巨大スラスト界面からの流体の損失は、堆積物粒子間の流体の圧力を低下させ、したがって海洋プレートと大陸プレートの間の摩擦を増加させるため、重要である。

「巨大衝上断層帯はエアホッケーのテーブルのようなものです」とソロモン氏は言う。 「流体の圧力が高いと、空気がオンになっているようなものです。つまり、摩擦が少なくなり、2 つのプレートが滑る可能性があります。流体の圧力が低いと、2 つのプレートがロックされ、応力が蓄積する可能性があります。」

ソロモン氏によると、断層帯から放出される流体は潤滑剤が漏れているようなものだという。 これは地震の危険性にとって悪いニュースです。潤滑剤が少ないと、応力が蓄積して有害な地震が発生する可能性があります。

ソロモン氏によると、これはこの種の遺跡としては初めて知られている場所だという。 同氏は、海面から検出するのは難しいものの、同様の流体の浸出地点が近くに存在する可能性があると付け加えた。 ワシントン沖のカスカディア沈み込み帯の北部部分が、オレゴン州沖の南部部分よりも強くロックされているか結合していると考えられている理由は、オレゴン州中部沖の重大な流体漏洩によって説明される可能性がある。

「ピシアス・オアシスは、海底深部で活動するプロセスを知る貴重な窓を提供しており、その化学的性質は、この流体がプレート境界近くから来ていることを示唆している」と共著者のデボラ・ケリー大学海洋学教授は述べた。 「これは、近くの断層が中央カスカディア沈み込み帯に沿った流体圧力と巨大推力滑り挙動を調節していることを示唆しています。」

ソロモンはニュージーランド北東海岸沖の海底下の流体を監視する遠征から戻ったところだ。 ヒクランギ沈み込み帯はカスカディア沈み込み帯に似ていますが、より頻繁に小規模な地震が発生するため、研究が容易になります。 しかし、海底下の構造が異なっているため、今回の研究で発見されたような液体の浸出が存在する可能性は低いとソロモン氏は述べた。

参考文献：ブレンダン・T・フィリップ、エヴァン・A・ソロモン、デボラ・S・ケリー、アン・M・トレフ、テレサ・L・ウォーリー著「暖流高フラックス海底浸出によって明らかになった中央カスカディア沈み込み帯内の流体源と過圧」エミリー・ローランド、富永正子、ロバート・W・コリアー、2023 年 1 月 25 日、Science Advances.DOI: 10.1126/sciadv.add6688

この研究は国立科学財団から資金提供を受けました。 他の共著者には、ウィスコンシン大学の博士課程の学生としてこの研究を行い、現在はシアトルで環境コンサルタントとして働いているテリーザ・ウォーリーがいる。 エミリー・ローランド、元カリフォルニア大学教員、現在はウェスタン・ワシントン大学。 ウッズホール海洋研究所の富永雅子氏。 オレゴン州立大学のアン・トレフとロバート・コリアー。