Investigation of multiple seismic behaviors in terms of spatial variations of mineralogical and physical characteristics of rocks in plate-subduction zones
| Project/Area Number |
20J01284
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金木 俊也 京都大学, 防災研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 沈み込み帯 / 間隙流体圧 / スロー地震 / 炭質物 / ラマン分光 / 断層 / 速度状態摩擦則 / 地震サイクルシミュレーション / モデル計算 / 摩擦発熱 / 断層掘削 / ラマン分光分析 / 断層滑り / 摩擦実験 / 機械的非晶質化 / 被熱史 / ビトリナイト反射率 / 間隙水圧 / 脱水反応 |
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| Outline of Research at the Start |
プレート沈み込み帯の鉱物組成・物性値の空間不均質が、地震時の滑り挙動・地震サイクルに与える影響を定量的に評価すべく、室内実験・数値計算を行う。まず、続成作用に伴うプレート境界面での鉱物組成の空間不均質を反応速度論から推定する。推定した鉱物組成を持つ模擬試料の物性値を室内実験から決定し、物性値の空間不均質を評価する。求めた物性値を考慮した数値計算から、地震時の滑り挙動・地震サイクルの特徴を定量的に明らかにする。これらの手法を南海トラフ・日本海溝・スマトラ沖・コスタリカなどの様々なプレート沈み込み帯に適用し、比較沈み込み帯学に対して続成作用の観点から一石を投じることが本研究の最終的な目標である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度同様、新型コロナウィルスの影響により、学外への長期出張が憚られる状況が継続していた。そこで、当初の計画における目標の一つであった、断層運動に関連するモデル計算に焦点を当て、主に計算機を用いた研究を実施した。
まず、昨年度から継続して実施している沈み込み帯における水理モデルの研究では、透水係数の局所的な減少によって間隙流体圧の局所的な増加が引き起こされることから、透水係数の減少を引き起こす機構がスロー地震の発生過程において重要である可能性を指摘した。以上の成果は国際学術雑誌 “Journal of Geophysical Research: Solid Earth” 2023年2月7日に出版された。
次に、同じく昨年度から継続して実施している研究である、炭質物ラマン分光スペクトルを自動解析するコードを用いて岩石の被熱温度を推定する研究では、既往研究の課題であった個人バイアスの軽減および解析の簡易化を実現した。これらの成果は国際学術雑誌 “Island Arc” に2022年10月19日に出版された。同様の自動化をより高温領域に拡張するべく、新たなコードの開発にも取り組んでいる。
新たな研究課題としては、高速滑り時の断層帯における歪集中モデル計算では、先行研究の結果を再現するコードを自作するとともに、数値誤差が時間とともに成長することで解が不安定になることを明らかにした。また、今まで考慮されていなかった発展則を採用した速度状態摩擦則に支配される断層面における地震サイクルシミュレーションにも取り組んでいる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] The effect of a gouge layer on rupture propagation along brittle shear fractures in deep and high-stress mines2021
Author(s)
Mngadi S.B., Tsutsumi A., Onoe Y., Manzi M.S.D., Durrheim R.J., Yabe Y., Ogasawara H., Kaneki S., Wechsler N., Ward A.K., Naoi M., Moriya H., Nakatani M.
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Journal Title
International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
Volume: 137
Pages: 104454-104454
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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