• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

地震波解析と数値計算に基づく複数海山の沈み込みが作る変形構造・応力場の解明

Research Project

Project/Area Number 22K03789
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

新井 隆太  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), 副主任研究員 (20738752)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古市 幹人  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー (50415981)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords海山 / 地震波速度異方性 / 応力場 / 個別要素法 / 日向灘
Outline of Research at the Start

沈み込み帯における地震発生の研究において、海山に代表されるプレート境界の起伏が持つ役割が議論されてきた。しかし、従来の研究の多くは「1つの海山」に着目するのみであり、「複数の海山」が近接して沈み込む場合の影響は十分理解されていない。本研究では九州パラオ海嶺が沈み込む日向灘海域を対象とし、沈み込む複数の海山が作り出す3次元の変形構造と応力場を解明することを目的とする。地震波を用いた構造解析と個別要素法を用いた力学場の数値計算から、複数海山が沈み込む場の実態把握とその支配要因を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は複数の海山が沈み込む場合に生じるプレート境界周辺の変形構造と応力分布を解明することを目的としている。研究対象として、九州パラオ海嶺が沈み込む日向灘海域を扱う。地震波データ解析に基づくプレート内部構造と応力場の推定と、個別要素法を用いた数値計算による再現実験を実施し、両者の知見を統合的に解釈することで、海山沈み込み問題を検討する。
2年目にあたる2023年度は、まず地震波データの解析から、昨年度発見した上盤プレート内の流体経路(破砕帯構造)が調査海域の広域にわたって多数存在することを発見した。さらに、その分布が沈み込むフィリピン海プレートの地殻の厚さおよび基盤の凹凸の空間変化とよく一致することを示した。これらの結果から、九州パラオ海嶺およびその東側数十kmにわたってフィリピン海プレートは極めて不均質な構造を呈しており、それらが沈み込むことによって上盤プレートに著しい変形を生じていると推定される。さらに、こうしたプレート境界周辺の構造不均質がプレートカップリングの空間変化およびスロー地震の分布とも相関することを明らかにした。
一方、数値計算では、昨年度新たに開発した岩箱数値実験を用いて、地質学的年代スケールで発達する沈み込み帯付加体の発達と秒単位で進行する断層すべり(地震発生)、さらに地震波動伝播を同一のスキーム内で再現することに成功した。
これらの成果について、本年度は3編の国際学術論文を出版した。そのうちNature Communications誌に掲載された成果についてプレスリリースを実施したところ、新聞2紙に記事が掲載された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

地震波データの解析から、海山沈み込みによる上盤プレート内の不均質構造の広域的な分布とその要因が明らかになった。数値計算においても、昨年度新たに開発した数値計算手法を用いた再現実験が進展した。いずれの項目も国際学術論文への成果発表も進んでおり、当初予定していた通り研究が進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

2年目において、地震波観測で確認されているプレート収束域の断層構造や地震発生に関する知見を数値計算に取り込めるようになってきた。次年度は、これらの統合をさらに加速させ、日向灘を模擬したより現実的な再現実験を試みる。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Virtual earthquakes in a numerical granular rock box experiment2024

    • Author(s)
      Furuichi Mikito、Chen Jian、Nishiura Daisuke、Arai Ryuta、Yamamoto Yuzuru、Ide Satoshi
    • Journal Title

      Tectonophysics

      Volume: 874 Pages: 230230-230230

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2024.230230

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Upper-plate conduits linked to plate boundary that hosts slow earthquakes2023

    • Author(s)
      Arai Ryuta、Miura Seiichi、Nakamura Yasuyuki、Fujie Gou、Kodaira Shuichi、Kaiho Yuka、Mochizuki Kimihiro、Nakata Rie、Kinoshita Masataka、Hashimoto Yoshitaka、Hamada Yohei、Okino Kyoko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40762-4

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thrust formation using a numerical granular rock box experiment2023

    • Author(s)
      Furuichi Mikito、Chen Jian、Nishiura Daisuke、Arai Ryuta、Yamamoto Yuzuru
    • Journal Title

      Tectonophysics

      Volume: 862 Pages: 229963-229963

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2023.229963

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Ridge subduction and seismogenesis in the westernmost Nankai Trough2024

    • Author(s)
      Ryuta Arai
    • Organizer
      First Joint International Earthquake Science Symposium
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Correlation between plate boundary structure and distribution of shallow slow earthquakes in the western Nankai Trough2023

    • Author(s)
      新井 隆太、白石 和也、三浦 誠一、高橋 努、中村 恭之、藤江 剛、小平 秀一、海宝 由佳、濱田 洋平、Ma Yanxue
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 上盤プレート内の破砕帯と弱いプレート間固着を生み出す九州パラオ海嶺の沈み込み構造2023

    • Author(s)
      新井隆太、白石和也、中村恭之、藤江剛、三浦誠一、小平秀一、Bassett Dan、高橋努、海宝由佳、 濱田洋平、望月公廣、仲田理映、木下正高、Ma Yanxue、橋本善孝、沖野郷子
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Weak interplate coupling and upper-plate fluid conduits caused by the ridge subduction in the westernmost Nankai subduction zone2023

    • Author(s)
      Ryuta Arai, Kazuya Shiraishi, Yasuyuki Nakamura, Gou Fujie, Seiichi Miura, Shuichi Kodaira, Dan Bassett, Tsutomu Takahashi, Yuka Kaiho, Yohei Hamada, Kimihiro Mochizuki, Rie Nakata, Masataka Kinoshita, Yanxue Ma, Yoshitaka Hashimoto, Kyoko Okino
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ryuta Arai, Kazuya Shiraishi, Seiichi Miura, Tsutomu Takahashi, Yasuyuki Nakamura, Gou Fujie, Shuichi Kodaira, Yuka Kaiho, Yohei Hamada, Yanxue Ma2023

    • Author(s)
      High-resolution seismic imaging of source areas of shallow slow earthquakes in the westernmost Nankai Trough
    • Organizer
      Slow-to-Fast Earthquake Workshop in Taiwan
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Upper-plate structural heterogeneities delimiting the distribution of shallow slow earthquakes in the westernmost Nankai Trough2022

    • Author(s)
      Ryuta Arai, Seiichi Miura, Yasuyuki Nakamura, Kazuya Shiraishi, Gou Fujie, Shuichi Kodaira, Tsutomu Takahashi, Ayako Nakanishi, Yuka Kaiho, Yohei Hamada, Yanxue Ma, Kimihiro Mochizuki, Rie Nakata, Masataka Kinoshita, Yoshitaka Hashimoto
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical rock-box DEM simulation to investigate structure and stress state of accretionary prism formation2022

    • Author(s)
      Mikito Furuichi , Ryuta Arai , Yuzuru Yamamoto and Daisuke Nishiura
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Links between mud volcanoes, upper-plate fluid conduits and shallow slow earthquakes in the Hyuga-nada subduction zone2022

    • Author(s)
      Ryuta Arai, Seiichi Miura, Yasuyuki Nakamura, Kazuya Shiraishi, Gou Fujie, Shuichi Kodaira, Tsutomu Takahashi, Ayako Nakanishi, Yuka Kaiho, Yohei Hamada, Yanxue Ma, Kimihiro Mochizuki, Rie Nakata, Masataka Kinoshita, Yoshitaka Hashimoto
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Upper plate heterogeneities in the Hyuga-nada region inferred from new and legacy OBS refraction data2022

    • Author(s)
      新井隆太、三浦誠一、中村恭之、白石和也、藤江剛、小平秀一、高橋努、仲西理子、海宝由佳、濱田 洋平、Ma Yanxue、望月公廣、仲田理映、木下正高、橋本善孝
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 浅部微動域を規定する上盤プレートの不均質構造:日向灘における稠密地殻構造探査の成果2022

    • Author(s)
      新井隆太, 三浦誠一, 中村恭之, 白石和也, 藤江剛, 小平秀一, 高橋努, 仲西理子, 海宝由佳, 濱田 洋平, Ma Yanxue, 望月公廣, 仲田理映, 木下正高, 橋本善孝
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi