[M-TT42] 地球化学の最前線

[MTT42-11] マントル放射性元素分布の直接理解へ向けた海洋底地球ニュートリノ観測の展望

*上木 賢太¹、阿部 なつ江¹、渡辺 寛子²、井上 邦雄²、酒井 汰一²、McDonough William^2,3,4、荒木 英一郎¹、笠谷 貴史¹、許 正憲¹、櫻井 紀旭¹ (1.国立研究開発法人海洋研究開発機構、2.東北大学ニュートリノ科学研究センター、3.東北大学理学研究科、4.メリーランド大学)

キーワード：地球ニュートリノ、放射性元素

地球ニュートリノは、地球内部の放射性元素の壊変によって放出されるニュートリノである。透過力が強いニュートリノを観測することで、地球内部の放射性元素の情報を、深部に至るまで高精度で得ることができる。現状の観測器では、ウラン及びトリウム由来の地球ニュートリノが観測可能である。すなわち、地球ニュートリノ観測によって、地球深部のウラン及びトリウムの総量を直接知ることが出来る。地球内部のウラン及びトリウム量は、ダイナミクスの駆動力となる地球内部の熱源の量や、地球の起源物質を理解するために非常に重要である。
　現在の地球ニュートリノ観測は、岐阜県神岡に設置されているニュートリノ検出器「KamLAND」で行われている。ウランとトリウムは地殻を構成する岩石に多く含まれるため、現状でのKamLANDの観測から地球深部の情報を引き出すためには、近傍の日本列島地殻由来のニュートリノ量を見積もり、観測から引き去る必要がある。そのため、現状の観測から得られるマントルの情報は誤差が大きい。
　島弧地殻の影響を避け、より高精度にマントル由来のニュートリノを観測するための手段として検討が進んでいるのが、海洋底ニュートリノ観測である。海洋地殻は大陸地殻と比べると薄くウランやトリウムの含有量も少ないため、海域に観測機を設置して地球ニュートリノを観測することで、現状での陸域での観測よりも高精度でマントル由来のシグナルを得ることが可能となる。さらに、海域の場合、移動可能なニュートリノ検出器を建造することが可能となる。つまり、海洋ニュートリノ観測を行うことで、高精度なマントル由来ニュートリノの検出、そして、全地球での多点観測の2点が実現される。これらが実現することで、全地球内部の放射性元素の量と3次元分布を直接観測することが可能となる。
　本講演では、これまでの地球ニュートリノ観測の成果を紹介する。さらに、海洋掘削で培われた深海観測技術とニュートリノ観測技術が融合することによる、新たな海洋底でのニュートリノ観測に向けた今後の展望を発表する。