Study on geological perspectives, frictional and hydrological properties of slow earthquakes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Science of slow earthquakes
• Project/Area Number: 16H06476
• 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: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Ujiie Kohtaro 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40359188)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片山 郁夫 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (10448235) ; 森 康 北九州市立自然史・歴史博物館, 自然史課, 学芸員 (20359475) ; WALLIS R・Simon 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30263065) ; 橋本 善孝 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (40346698) ; 谷川 亘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (70435840) ; 堤 昭人 京都大学, 理学研究科, 准教授 (90324607)
• Project Period (FY): 2016-06-30 – 2021-03-31
• Keywords: 微動 / スロースリップ / 脆性破壊 / 粘性流動 / 摩擦特性 / 脱水 / 化学反応 / 圧力溶解クリープ

Outline of Final Research Achievements

We investigated the processes and mechanisms responsible for slow earthquakes using geological and experimental methods. As a result, we clarified that low-frequency earthquakes and tremor are a swarming phenomenon linked by multiple shear and tensile failures under high fluid pressure in quartz-filled shear and extension veins. We also derived the materials, frictional properties, and viscous shear mechanisms that can lead to slow slip events, and found that dehydration of hydrous minerals and chemical reactions between adjacent rocks play an important role in the generation of slow slip at elevated slip rates.

Free Research Field

固体地球科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スロー地震は、どのようにして発生するのか、その実像と発生メカニズムは謎であった。本研究によりスロー地震を対象とした地質学的・実験的研究が進展し、地球物理学的研究と連携することで、スロー地震の実像と発生メカニズムに関する理解が飛躍的に高まった。スロー地震は、どのような物質がどのように破壊・流動することで発生するのか説明可能になったのである。スロー地震の本質理解が進んだことで、スロー地震が巨大地震の発生状況をどのように作り出すのか、リアルで具体的な検討が可能となった。