Hydration of the base of the mantle wedge by CO2-bearing aqueous fluids can increase pore-fluid pressure and cause tremors ?
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Slow to Fast Earthquakes |
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| Project/Area Number |
22H05302
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
川本 竜彦 静岡大学, 理学部, 教授 (00303800)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 水 / 沈み込み帯 / 脱水反応 / 炭酸塩化反応 / 蛇紋岩 / 炭酸塩 / 体積上昇 / 割れ目 / 炭酸塩脈 / 水流体 / スローな地震 |
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| Outline of Research at the Start |
沈み込むプレートから海水を起源とする二酸化炭素を含む塩水流体がマントルウェッジに加わり加水反応を起こしています。その時、反応に余った水流体が間隙水圧を増やすことで微動を起こすと考えています。この仮説を検証するために、沈み込むプレートの温度計算を行い、プレートとマントルウェッジの含水鉱物の安定領域と比較します。また、室内での水熱合成実験を行うことによって、マントルの岩石と水と二酸化炭素を反応させた時に、どのような鉱物ができるか理解します。この研究によって、静岡県から紀伊半島を経て四国まで断続的に起こっているスロー地震の一つである深部低周波微動の原因の理解に迫ります。
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）南海トラフの沈み込みにともなう深部低周波微動の震源はフィリピン海プレートの沈み込みの等深度線に沿っては分布しない。特に紀伊半島の下では、深部低周波微動の震源と等深度線は社交する。それでは、なにがコントロールするか？単純な数値計算では等温度線に沿っているように考える。数値計算を行う仮定条件についてはまだ精査が必要であるが、約500℃付近で起こっているようだと想像できる。この温度条件では、マントル岩は蛇紋岩の安定な温度領域である。
（2）蛇紋岩と水・二酸化炭素流体の反応を高温高圧条件で調べた。実験結果は、蛇紋石の炭酸塩化では脱水反応を伴うことを示す。また、カンラン石を出発物質にした系でも、全ての実験条件において固相の体積は反応前に比べ上昇する。蛇紋岩への二酸化炭素を含む流体の付加は、脱水を引き起こすとともに、固体体積の増加を引き起こすと結論する。天然で蛇紋岩に炭酸塩脈が伴われる現象は多くみられる。浅い場所では海洋底変成作用と呼ばれる海底に近い場所で、また、プレートの沈み込みにともない蛇紋岩も炭酸塩化する岩石が知られる。この蛇紋岩の炭酸塩化反応は脱水反応と固体体積増加をともなう。これらの炭酸塩化反応と深部低周波微動とスロースリップのメカニズムの関係はわからないが、深部低周波微動とスロースリップの起こる温度は500℃前後でマントルウェッジに流体を供給する場所であることを考えると、蛇紋岩やマントルカンラン岩の炭酸塩化反応による体積増加がスロー地震を起こす可能性は高いと考える。
（3）深部低周波微動の起こる地質帯で考えられる地域で、流体包有物の観察を行うために蛇紋岩と炭酸塩や滑石の岩脈を採取した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
海洋プレートの温度モデルの計算が学会誌に掲載できるレベルに達していない。また、深部低周波微動の起こる地質帯で考えられる地域で岩石試料を採取したが、解析が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
海洋プレートの温度モデルの計算が学会誌に掲載できるレベルに達していない。他の研究者に協力をあおいでいる。深部低周波微動の起こる地質帯で考えられる地域で採取した岩石試料の流体包有物の解析を行う。また、プレートの岩石であるオマーン国のオフィオライト地域のメタモーフィックソールの岩石記載を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
