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[MIS18-01] 日本海上越沖表層型メタンハイドレート胚胎域での掘削調査
キーワード：表層型メタンハイドレート、上越沖、掘削調査、地盤強度調査、地球深部探査船「ちきゅう」、ワイヤライン検層
産総研では、経済産業省からの委託により、表層型メタンハイドレート（MH）の開発に向けた海洋調査を実施している。2013年度から2015年度にかけて資源量把握に向けた調査を主として日本海東縁の広域で実施してきたが、その結果を踏まえ2019年からは「回収・生産技術」「賦存状況及び海底状況の把握のための海洋調査」「海域環境調査を含む環境影響評価」からなる総合的な研究開発を実施している。
表層型メタンハイドレートは海底面下の比較的浅い未固結堆積物中に賦存していることから、生産・回収方法として直接堆積物を掘削する手法が提案されており、堆積物の強度に関する情報が重要である。このため、表層型メタンハイドレート胚胎域での海底地盤強度把握のための掘削調査を、2021年8月に山形県酒田沖海域（PS21調査航海）で、2022年9月に新潟県上越沖海域（CK22-03C調査航海）で実施した。本発表では、このうち上越沖海域での掘削調査概要について報告する。
日本海上越沖海域での掘削調査は、地球深部探査船「ちきゅう」（JAMSTEC所有）を用いて行われ、調査期間は2022年9月11日〜10月3日の23日間、うち現場海域での掘削作業期間は9月17日から9月27日の11日間であった。掘削海域は上越海丘南部と海鷹海脚北部の2海域で、それぞれ「ガスチムニー構造」が認められるマウンド上のMH胚胎地点（MHサイト）とマウンド外の参照地点（REサイト）の２孔、計４孔の掘削を行った。掘削深度は、上越海丘胚胎地点（JK-MH；水深981m）では海底下155m、海鷹海脚胚胎地点（UTN-MH；水深916m）では海底下122m、参照地点（JK-RE；水深984m及びUTN-RE；水深925m）ではどちらも144mで、いずれも推定されるMH安定領域下限深度より深い。これら４孔の掘削孔で、地質試料（堆積物コア）採取とワイヤライン（WL）検層を実施した。
地質試料は、MHが賦存しない通常の堆積物の地質性状を明らかにすることを目的とし、胚胎地点ではMH賦存区間を除外してコアを採取したことから、採取コア長はJK-MH地点で計約32m、UTN-MH地点では計約12mであった。一方、MHがほとんど賦存しない参照地点では、海底面からJK-RE地点で99m、UTN-RE地点で90mの連続コアを採取したが、その後は時間の制約によりそれぞれ最深部で１本分（9m）のみ採取した。採取した堆積物コアは、船上に回収後直ちにガス及び間隙水分析用試料採取を行い、その後X線CTスキャン及びMSCLによる非破壊測定を行った。XCT画像から室内土質試験等用のwhole round コアと半割用コアの仕分けを行い，whole round コアは下船後に室内土質試験を実施、半割コアは、簡易土質試験（ベーン剪断試験及び貫入抵抗試験）、古地磁気測定、コア写真撮影、記載、各種分析用のサブサンプリングを実施した。
WL検層は、全掘削点で実施し、検層ツールの不具合や時間の制約によりツール長相当の増掘りができなかったこと等により一部項目や区間で欠測があるものの、速度、比抵抗、自然γ線、NMR、密度等の項目について、海底下110〜140mまでのほぼ連続したデータを取得することができた。
海底地盤強度については、船上での簡易土質試験、下船後の室内土質試験、WL検層データの結果を総合的に解釈して地盤強度の評価を行っている。また採取したガス、間隙水、堆積物等の地質試料は、化学分析や年代測定（テフラ、微化石、炭素同位体等）等を実施中であり、これらの結果により把握した地質状況は地盤強度分布解釈のバックグラウンドデータとして用いる予定である。
本研究は、経済産業省のメタンハイドレート研究開発事業の一部として実施した。
表層型メタンハイドレートは海底面下の比較的浅い未固結堆積物中に賦存していることから、生産・回収方法として直接堆積物を掘削する手法が提案されており、堆積物の強度に関する情報が重要である。このため、表層型メタンハイドレート胚胎域での海底地盤強度把握のための掘削調査を、2021年8月に山形県酒田沖海域（PS21調査航海）で、2022年9月に新潟県上越沖海域（CK22-03C調査航海）で実施した。本発表では、このうち上越沖海域での掘削調査概要について報告する。
日本海上越沖海域での掘削調査は、地球深部探査船「ちきゅう」（JAMSTEC所有）を用いて行われ、調査期間は2022年9月11日〜10月3日の23日間、うち現場海域での掘削作業期間は9月17日から9月27日の11日間であった。掘削海域は上越海丘南部と海鷹海脚北部の2海域で、それぞれ「ガスチムニー構造」が認められるマウンド上のMH胚胎地点（MHサイト）とマウンド外の参照地点（REサイト）の２孔、計４孔の掘削を行った。掘削深度は、上越海丘胚胎地点（JK-MH；水深981m）では海底下155m、海鷹海脚胚胎地点（UTN-MH；水深916m）では海底下122m、参照地点（JK-RE；水深984m及びUTN-RE；水深925m）ではどちらも144mで、いずれも推定されるMH安定領域下限深度より深い。これら４孔の掘削孔で、地質試料（堆積物コア）採取とワイヤライン（WL）検層を実施した。
地質試料は、MHが賦存しない通常の堆積物の地質性状を明らかにすることを目的とし、胚胎地点ではMH賦存区間を除外してコアを採取したことから、採取コア長はJK-MH地点で計約32m、UTN-MH地点では計約12mであった。一方、MHがほとんど賦存しない参照地点では、海底面からJK-RE地点で99m、UTN-RE地点で90mの連続コアを採取したが、その後は時間の制約によりそれぞれ最深部で１本分（9m）のみ採取した。採取した堆積物コアは、船上に回収後直ちにガス及び間隙水分析用試料採取を行い、その後X線CTスキャン及びMSCLによる非破壊測定を行った。XCT画像から室内土質試験等用のwhole round コアと半割用コアの仕分けを行い，whole round コアは下船後に室内土質試験を実施、半割コアは、簡易土質試験（ベーン剪断試験及び貫入抵抗試験）、古地磁気測定、コア写真撮影、記載、各種分析用のサブサンプリングを実施した。
WL検層は、全掘削点で実施し、検層ツールの不具合や時間の制約によりツール長相当の増掘りができなかったこと等により一部項目や区間で欠測があるものの、速度、比抵抗、自然γ線、NMR、密度等の項目について、海底下110〜140mまでのほぼ連続したデータを取得することができた。
海底地盤強度については、船上での簡易土質試験、下船後の室内土質試験、WL検層データの結果を総合的に解釈して地盤強度の評価を行っている。また採取したガス、間隙水、堆積物等の地質試料は、化学分析や年代測定（テフラ、微化石、炭素同位体等）等を実施中であり、これらの結果により把握した地質状況は地盤強度分布解釈のバックグラウンドデータとして用いる予定である。
本研究は、経済産業省のメタンハイドレート研究開発事業の一部として実施した。