粘弾性体中で起き得る地震の最大サイズの実測と地震波形の観察：モデル実験と理論

Publicly Offered Research

Project Area	Science of slow earthquakes
Project/Area Number	19H04625
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Nagoya University (2020) Hiroshima University (2019)
Principal Investigator	並木敦子名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (20450653)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000) Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	応力緩和 / アスペリティ / 粘弾性 / 地震
Outline of Research at the Start	沈み込むプレートと上盤は通常固着しているが、この固着がはずれて上盤が戻るときに地震は発生する。上盤とプレートはすべての場所で固着している訳ではなく、アスペリティと呼ばれる特定の固着域があると考えられている。スロー地震が起こり得る地球深部では、岩石は高温のため粘弾性体としてふるまい、アスペリティ周辺の応力は緩和する可能性がある。大きいアスペリティ程地震を起こす為に必要な応力を蓄積するのに時間がかり、応力緩和の効果が大きく、より浅い深度で地震が発生しなくなると考えられる。よって、本研究では応力緩和とアスペリティサイズに本当に関連があるのか、モデル実験により検証する事を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では海山を摸したアスペリティが上盤の下に沈み込む模擬実験を行いこの結果を用いてスロー地震発生における海山の役割を可視化する事を目指している。実験では上盤の岩石を模した粘弾性物質のスライムを用意し、これを、プレートを模した可動式のアクリル板の上に置いた。アクリル板の上には海山を模した地形を加え、この地形の前後における応力の集中を光弾性により可視化した。2019年度に必要な実験の大部分を終える事ができ、2020年度以降はその結果の解析と論文の執筆を行っている。その結果、沈み込むdown-dip側の方が応力は溜まるものの、up-dip側の方が地震は起きやすい事がわかった。これはdown-dip側では圧縮場の逆断層となり地震を起こす為の応力が大きくなり、大きい応力が塑性変形を引き起こしやすい事、一方、up-dip側では引張応力場の正断層となり、低い応力で滑りを発生できる事が原因とみられる。また、地形のサイズが地震発生に伴う応力降下を決めている事もわかった。面白い事に、アスペリティがなく、地震を起こさないスムースなプレートが最も大きな応力を蓄積できる事もわかった。均一サイズの地形が繰り返す表面地形がある場合には滑りが伝播しやすいが、サイズが異なると伝播がとまりやすい。これらの結果を定量的に解析し、応力場の推定と合わせて論文としてまとめつつあるが、残念ながら研究期間の終了前に出版する事はできなかった。今後は速やかに結果を出版する事を目指す。
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。