Why do intra-slab earthquakes occur ? Relationship with the three-dimensional distribution of olivine metastable phase, temperature, and dehydration
| Project/Area Number |
23K20890
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| Project/Area Number (Other) |
21H01180 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
吉岡 祥一 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (20222391)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 淳一 東京工業大学, 理学院, 教授 (30361067)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | スラブ内地震 / 太平洋スラブ / オリビン準安定層 / 温度分布 / 脱水分布 / 準安定オリビン / 相転移 / カイネティクス / 3次元モデル / トモグラフィ |
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| Outline of Research at the Start |
太平洋プレートの沈み込みに伴う準安定オリビンの3次元分布を地震学的に明らかにする。本研究では、中部日本下の太平洋スラブの湾曲部を対象地域とする。その目的のため、多数かつ全方位をカバーする遠地地震を用いたレシーバー関数解析を実施し、また精度の高い震源決定も行う。このようにして得られた準安定オリビンの3次元分布の成因を解明するため、含水量をフリーパラメターとした相転移のカイネティクスを取り入れた温度構造モデリングを実施する。最終的に、スラブ内地震の発生と、オリビン準安定相の存在領域・温度・脱水の関連性を解明し、脱水脆性化説、相転移断層説、熱的不安定説の特定を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らは、任意形状の3次元海洋プレート沈み込みモデルのコード開発を行い、プレートの沈み込みに伴う温度場・流れ場を定量的に求めてきた。このコードでは、質量保存則・運動方程式・エネルギー方程式を連立させ、時間発展問題を差分法を用いて解いているが、本研究では3次元のオリビン準安定相を扱えるようにするため、さらに、カイネティクス理論を取り入れたコード開発を行うことを目的としている。Yoshioka et al. (PEPI, 2015)で、2次元の熱－流れ、及び熱－カイネティクス理論を統合した2次元プレート沈み込みモデルのコードを開発しているため、このコードを参考にして、3次元のコード開発の準備を進めた（吉岡）。
中部日本下の太平洋プレートの深部形状やプレート内地震の震源パラメータを調べるためには、その直上に沈み込むフィリピン海スラブの形状を理解する必要がある。今年度は太平洋プレート内で発生する深発地震を利用した地震波走時トモグラフィーを行なった。その結果、北陸地方下ではフィリピン海プレートは深さ220 km以深までイメージングされたが、深さ150 km付近においてフィリピン海プレートが一部断裂していることが明らかになった。二次元の粘性流体計算を用いてフィリピン海プレートと太平洋プレートの沈み込みにおける相互作用をシミュレーションしたところ、より高速で沈み込む太平洋プレートによってフィリピン海プレートの断裂が引き込まれることを示唆する結果が得られた（中島）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
外国人共同研究者を招へいして、防災科学技術研究所の中部日本に配置されたHi-netやF-netで記録された遠地の地震波形データを収集し、レシーバー関数を用いて地震波形解析を進める予定であったが、コロナ禍により先方の所属機関からの渡航許可が下りず、招へいを断念せざるを得なかった。一方、3次元熱対流沈み込みモデルに準安定オリビンを導入するためのコード開発に着手した（吉岡）。
スラブ内で発生した2003年宮城県沖地震（M7.1）の余震を対象に、破壊継続時間とその指向性を系統的に調査し、スラブ内地震の震源特性を明らかにする予定であった。しかしながら、コロナ禍により解析のためのプログラム作成およびデータ取得が順調に進まなかった。一方で、地震波トモグラフィ解析は順調に進み、中部日本下におけるフィリピン海プレートの沈み込み様式に関する新しい知見をえることができた（中島）。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度実現できなかった、外国人研究者の招へいを行い、レシーバー関数を用いた太平洋スラブ内の微細構造の波形解析を行う予定である。3次元熱対流沈み込みモデルへの準安定オリビンの導入にも目途を立てる（吉岡）。
2003年宮城県沖地震（M7.1）の余震を対象に、破壊継続時間とその指向性を系統的に調査し、スラブ内地震の震源特性を明らかにする。また、中部日本下のフィリピン海プレート形状に関する研究をさらに進め、成果を論文としてまとめ国際学術誌に投稿する。太平洋プレートの深部不均質構造を明らかにするために、レシーバー関数解析プログラムを作成する。遠地地震データの取得も進める（中島）。
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Report
(1 results)
Research Products
(21 results)
