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沈み込みプレート境界のレオロジー:東北地方太平洋沖地震の発生機構の解明に向けて

Research Project

Project/Area Number 12J07181
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Solid earth and planetary physics
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

澤井 みち代  広島大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsスロー地震 / 東北地方太平洋沖地震 / 摩擦特性 / 藍閃石片岩 / 有効応力 / 高温・高圧実験 / IODP Exedition 343 / 摩擦挙動 / 高速摩擦 / 遠洋性堆積物 / 間隙水圧
Outline of Annual Research Achievements

東北日本では深さ20 km 以下の浅い領域でスロー地震が起こっており(例えばIto et al., 2013),その震源が東北地方太平洋沖地震(以下,東北地震)の巨大すべり域をはじめ,地震発生域と一部重なることから,海溝型巨大地震との関係も含め注目されている.そこで本年度は,浅部プレート境界断層の性質を理解するため,プレート境界物質が沈み込み,徐々に温度が上昇していくに従って,摩擦特性がどのように変化するのかを検証した.試料には,東北地震直後に東北沖で採取された堆積物を用い,実験にはオランダ・ユトレヒト大学設置の回転式剪断試験機を使用した.有効圧50 MPa,間隙水圧50 MPa,温度20-200℃,すべり速度0.3-100 micron/s の条件で,断層すべりの安定性を示すパラメータ(a-b)の温度・すべり速度依存性を調べた結果,浅部プレート境界の温度条件(20-50℃)では,すべり速度が上昇するにつれて(a-b)が負から正へと増えていくことがわかった.低温条件下で速度が上がるにつれ安定的な挙動を示そうとするこの傾向は,断層すべりが徐々に速度を増しながら伝播する際のバリアになり,それがスロー地震の発生域の上限になりうる可能性を示唆する.スロー地震は,(a-b)が非常に0に近い負の領域で起こると考えられている.実験の結果,50-100℃の温度条件で(a-b)が0に近い負の値をとることが明らかになり,150℃以上では安定的な挙動(a-b>0)を示した.東北沖沈み込み帯の温度構造から,スロー地震の下限は約100-150℃だと推測され,本実験結果はこの観測結果とよい一致を示している.
以上の結果を,本研究課題1-2年目の成果と合わせて学位論文としてまとめるとともに,地震モデリングの専門家と連携して本研究結果をモデリングに組み込む試みを始めるなど,新たな研究へと発展を遂げている.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Frictional properties of incoming pelagic sediments at the Japan Trench: implications for large slip at a shallow plate boundary during the 2011 Tohoku earthquake2014

    • Author(s)
      Michiyo Sawai, Takehiro Hirose and Jun Kameda
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 66(1) Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1186/1880-5981-66-65

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dehydration kinetics of antigorite using in situ high-temperature infrared microspectroscopy2013

    • Author(s)
      Michiyo Sawai ・ Ikuo Katayama・Arisa Hamada ・ Makoto Maeda・Satoru Nakashima
    • Journal Title

      Physics and Chemistry of Minerals

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 319-330

    • DOI

      10.1007/s00269-013-0573-9

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Depth Limits of Slow Slip Events at the Japan Trench: Insights from Friction Experiments under In-Situ Conditions2014

    • Author(s)
      Michiyo Sawai, Andre Niemeijer, Takehiro Hirose and Christopher Spiers
    • Organizer
      American Geophysical Union, Fall Annual Meeting
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ、アメリカ
    • Year and Date
      2014-12-15 – 2014-12-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Frictional properties of glaucophane schist under hypocentral depth conditions2014

    • Author(s)
      Michiyo Sawai, Andre Niemeijer, Oliver Plumper, Takehiro Hirose and Christopher Spiers
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society, 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      札幌、北海道
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 東北地方太平洋沖地震の震源環境条件における藍閃石片岩の摩擦特性(Frictional properties of glauoophane schist under high fiuid pressure and temperature conditions)2013

    • Author(s)
      澤井みち代・高橋美紀(代理発表)・廣瀬丈洋
    • Organizer
      日本地質学会第120年学術大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2013-09-15
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 東北地震の震源域に分布すると考えられる藍閃石片岩の高温・高圧下における摩擦挙動(Effects of temperature and fiuid pressure on the frictional behaviors of glauoophane schist)2013

    • Author(s)
      澤井みち代・高橋美紀・廣瀬丈洋
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • Place of Presentation
      千葉・幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2013-05-24
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 東北沖プレート境界へと沈み込む遠洋性堆積物の高速摩擦挙動(Frictional behavior of incoming pelagic sediments to the Tohoku subduetion zone)2013

    • Author(s)
      澤井みち代・廣瀬丈洋
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • Place of Presentation
      千葉・幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2013-05-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Frictional behavior and BET surface-area changes of SAFOD gouge at intermediate to seismic slip rates2013

    • Author(s)
      Michiyo Sawai, Toshihiko Shimamoto, Thomas Mitchell, Hiroko Kitajima and Takehiro Hirose
    • Organizer
      European Geosciences Union, General Assembly 2013
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria.
    • Year and Date
      2013-04-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] High-Velocity Frictional Behavior of Incoming Pelagic Sediments to the Tohoku Subduction zone2012

    • Author(s)
      Michiyo Sawai and Takehiro Hirose
    • Organizer
      American Geophysical Union, Fall Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2012-12-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 東北沖日本海溝に沈み込む遠洋性粘土質堆積物の地震性高速すべり挙動(Coseismic Frictional Behavior of Subducting Pelagic Sediments into Japan Trench)2012

    • Author(s)
      澤井みち代・廣瀬丈洋
    • Organizer
      日本地質学会第119年学術大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2012-09-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 中速・高速域におけるSAFOD・SDZガウジの摩擦挙動とBET表面積の変化(Frictional behavior and BET surface-area changes of SAFOD SDZ gouge at intermediate to high-velocity regimes)2012

    • Author(s)
      澤井みち代・嶋本利彦・廣瀬丈洋・北島弘子・Thomas Mitchell
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • Place of Presentation
      千葉・幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2012-05-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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