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沈み込み帯におけるマントルの流動と地球深部流体輸送の統合モデルの構築

Publicly Offered Research

Project AreaGeofluids: Nature and dynamics of fluids in subduction zones
Project/Area Number 22109509
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 InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

中久喜 伴益  広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10263667)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords沈み込み帯 / 水輸送 / 背弧海盆 / マントル対流 / レオロジー / 背弧拡大 / 数値シミュレーション
Research Abstract

沈み込み帯深部の水の輸送の過程の実態の解明、および、水が沈み込み帯のダイナミクスに与える影響を明らかにするのが本研究の目的である。前者ではスタグナントスラブの形成・崩落に伴う水輸送過程、後者では特に背弧海盆の形成に与える影響を明らかにすることを目標とする。これらの目標のうち、以下のような成果が得られた。
(1)下部マントルに水が輸送される過程の解明
スラブが下部マントへ沈み込む際、水が下部マントルへ輸送される過程を明らかにした。水は660kmで起きる相転移に伴って脱水されるが、同時にマントル対流による下部マントルへの引きずり込みが起きる。これら2つの過程によって、水は660km境界で水平に輸送される。このため、水を含む厚い層がスラブ上部に形成されるため、ほとんどの水が下部マントルへ輸送されることが分かった。
(2)水輸送を計算するための拡散の少ないコードの開発
粒子法に基づいて、物質輸送を計算するコードの開発を行った。海洋プレートの沈み込みに伴い海洋地殻がマントル深部へ輸送される過程をシミュレートする問題に適用した。
(3)スラブの後退と背弧海盆形成のメカニズム
背弧海盆の形成メカニズムの1つと考えられるスラブの後退が起きる力学的メカニズムを明らかにした。これにより、スタグナントスラブの形成との関係やスラブの形状との関係が明らかになった。また、スラブが後退するときに背弧リソスフェアが持つべき、強度および動力学的条件を決定した。背弧リソスフェアの強度の低下が背弧拡大および拡大軸の位置を決めるメカニズムとして重要であることを示した。
成果は著書、論文として発表しつつある。水輸送に関して、1件の著書、背弧海盆の形成ついて1件の査読付き論文が投稿中である。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2012 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Dynamical mechanisms controlling formation and avalnche of a stagnant slab2010

    • Author(s)
      T.Nakakuki, M.Tagawa, Y Iwase
    • Journal Title

      Phys.Earth Planet.Inter.

      Volume: 183 Pages: 309-320

    • NAID

      120002771003

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Water effects on the dynamics of subducted slabs2012

    • Author(s)
      中久喜伴益
    • Organizer
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
    • Place of Presentation
      三朝町(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 背弧海盆非対称分布の成因:スタグナントスラブの意味とスラブ伴流の役割2010

    • Author(s)
      中久喜伴益
    • Organizer
      地球惑星科学連合
    • Place of Presentation
      千葉市
    • Year and Date
      2010-05-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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