Effects of seamount subduction on geological structures and mechanical property in deep slow earthquakes
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Slow to Fast Earthquakes |
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| Project/Area Number |
22H05316
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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 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮川 歩夢 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (50611191)
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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 |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 海山 / 沈み込み帯 / 深部スロー地震 / 数値シミュレーション / 地質構造 |
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| Outline of Research at the Start |
海山など海洋プレート上の起伏が、沈み込み帯で浅部スロー地震や巨大地震の発生に影響していることは多く検討されているが、海山が深部スロー地震にどのような影響を与えるかは未だ大きな問いとして残されている。さらに、深部スロー地震、特に長期スロースリップが点在することは、深部に沈み込んだ海山のような不均質なプレート形状の寄与を想起させる。そこで、沈み込み帯浅部から帯深部の変形特性を統一的に扱える数値シミュレーションを用いて、沈み込み帯深部にかけての海山の影響、特に構造変形と力学場の時空間発展をモデル化し、長期スロースリップを引き起こす構造的および力学的なメカニズムを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
沈み込み帯深部におけるスロー地震発生に寄与する地質構造発達の解明のため、沈み込み帯深部にかけての海山の影響、特に構造変形と力学場の時空間発展をモデル化するための、数値シミュレーションを実施した。海洋プレート上に存在する、海山などの地形が、沈み込み帯の地質構造に与える影響を評価するためには、沈み込む前の海洋プレート（浅部）から、スロー地震発生域（深部）までを統一的にシミュレーションできる手法が必要である。そこで、沈み込み帯浅部の脆性と深部の延性の両方のレオロジーを同時に再現できる有限差分法にMarker-in-cellを導入した手法を用いることで、シミュレーションを行った。
まずは、浅部から深部におよぶ沈み込み帯を再現するための初期モデルセッティングを検討し、適切な物性およびシミュレーション設定（メッシュサイズ等）を設定することで、沈み込み帯における特徴的な地質構造（付加体）の発達および海山の沈み込みと、深部における延性的な変形を再現できることを確認した。
次に、沈み込み帯を構成する物質（堆積物・海洋地殻等）のレオロジーについて、コントラストのある場合とない場合、海山のある場合とない場合など、条件を変更しながらシミュレーションを行うことで、沈み込み帯の地質構造に対するレオロジーの影響および海山の影響を検討した。
これらの検討の結果から、沈み込み帯を構成する物質の物性コントラストが強いほど深部における地質構造は不均質になり、海山が存在することで深部により多くの堆積物が持ち込まれることが明らかになった。
これらは、深部スロー地震の発生に寄与すると考えられている、複雑な地質構造の形成メカニズムの解明につながるものである。
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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
当該年度中に、数値シミュレーションを用いた沈み込み帯における地質構造発達モデルの作成を行えた。当初予定していた海山の有無に加え、沈み込み帯を構成する物質のレオロジーの影響までをモデル化できたことは予定を超える進捗である。
これらの成果については、モデルの作成については当該年度に開催されたSlow-to-Fast地震学国際合同研究集会2022にて発表し、海山の有無、物質のレオロジーのコントラストの影響については翌年度開催のJapan Geoscience Union Meeting 2023での発表のため投稿済みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は沈み込み帯を構成する物質の物性コントラストについて、さらに多くのバリエーションに対して検討する。沈み込み帯を構成する物質のレオロジーの多様性により引き起こされる変形の局在化およびその変化に着目することで、深部スロー地震の発生に寄与する地質構造・変形メカニズムの解明が期待できる。さらに、モデルの空間解像度を上げた精緻なシミュレーション実施する。これにより、深部で形成される地質構造の発達過程を詳細に分析できることが期待される。
これらのの結果に基づき、深部スロー地震発生進度における地質構造の発達プロセスを明らかにし、とりまとめた成果を学術論文として投稿する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
