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General physics-based model of slow earthquakes and geological constraints

Publicly Offered Research

Project AreaScience of slow earthquakes
Project/Area Number 19H04622
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

安藤 亮輔  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10455256)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsスロー地震 / モデル / 断層構造 / 脆性・延性遷移 / 露頭 / ドローン / 地質調査 / シミュレーション / レオロジー / 断層内部構造 / 変成岩 / 物理モデル / 不均質構造 / 温度依存性
Outline of Research at the Start

最近の観測研究により,スロー地震発生様式と岩石変形様式は,深さ方向に系統的に変化しているようであることが分かってきた.本研究では,地球物理的観測によるスロー地震の類型と,地質学的な観察を,申請者がこれまで構築してきた脆性塑性遷移特性を考慮した物理モデルを発展させることによって,統一的に理解することを目指す.そのために,地質学者と共同で露頭観察から,断層帯の物質の変形様式が脆性変形から塑性変形に遷移する,遷移深度での断層岩の構造や変形メカニズムを明らかとし,それを物理モデルの拘束条件とする.そのように構築したモデルと観測とを比較しモデルの妥当性を検証する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究では,スロー地震の発生様式の深さ依存性を理解すべく,物理モデルを構築するとともに,露頭観察データを整理することでモデルに仮定する力学パラメタへの拘束を与えることを目的としている.
○物理モデルの構築:典型的なスロー地震には,地震発生層の上部と下部で発生する浅部及び深部スロー地震の二つがあることが近年の観測により分かりつつある.プレート境界断層の脆性・延性不均質構造に温度依存性を考慮することで,比較的簡単な物理モデルによってそれら観測の主たる特徴が再現できることが分かった.単純化して考慮した1自由度系モデルを構築しその挙動を調べたところ,モデルに仮定する脆性割合と延性相の粘性率の二つのパラメタに温度依存性の効果として仮定すれば,これまでに明らかにした深部スロー地震のみならず浅部スロー地震の特徴についても再現できることが分かった.
〇露頭観察からの拘束:物理モデルでは脆性・延性不均質構造を記述する脆性割合と粘性係数という二つのパラメタが重要であることが明らかになってきた.長崎変成岩類では,より剛体的なブロックと延性的なマトリクスからなる構造が見いだされており,スロー地震発生領域の露頭における証拠と考えて調査を進めている.これまで,このようなブロックとマトリクスの面積比を実際に露頭で測定してきた.本年度は,野外調査によって実際の断層帯が被った延性変形の環境条件や変形メカニズムの調査を試みた.石英粒径差応力計として用いるために,ブロックとマトリクスに対応する露頭資料をそれぞれEBSD分析し石英粒径を測定するとともに,変形温度を推定するためにCPOの測定を行った.予備的解析により,脆性延性遷移深度の条件と矛盾しない結果が得られたものの,より強固なデータを得るために,実験室分析を進めているところである.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2019

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Presentation] Depth-dependent deep-slow earthquakes controlled by temperature dependence of brittle-ductile transitional rheology2021

    • Author(s)
      Ryosuke Ando, Kohtaro Ujiie, Naoki Nishiyama, Yasushi Mori
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of fault roughness on the earthquake cycle2019

    • Author(s)
      So Ozawa
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reproducing the variety of slow earthquakes based on Stokesian dynamics2019

    • Author(s)
      Yuta Yamaguchi
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The crustal deformation history of the Sagami Trough subduction zone, central Japan2019

    • Author(s)
      Junki Komori
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of rheological heterogeneity on depth-dependent modes of slow earthquakes2019

    • Author(s)
      Ryosuke Ando
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-12-28  

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