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2011 Fiscal Year Annual Research Report

地震波で診る地殻流体

Planned Research

Project AreaGeofluids: Nature and dynamics of fluids in subduction zones
Project/Area Number 21109002
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

松澤 暢  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20190449)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小菅 正裕  弘前大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90142835)
山本 希  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30400229)
高橋 努  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 研究員 (90435842)
加藤 愛太郎  東京大学, 地震研究所, 助教 (20359201)
石川 正弘  横浜国立大学, 環境情報研究院, 准教授 (70232270)
Keywords地殻流体 / 地震発生過程 / マグマ生成過程
Research Abstract

鳴子周辺に設置した臨時観測網のデータを用いて,予備的なトモグラフィを実施した.得られた構造には火山の下の低速度域が明瞭に示されており,今後データが蓄積されれば,AO1-2班によって得られた比抵抗分布と比較することによって地殻流体の分布や存在形態が明らかになると期待される.
東北地方で発生する稍深発地震の波形を用いて,地震波減衰構造を推定した.前弧側のマントルウエッジは減衰が小さく,背弧側では減衰が非常に大きく,さらに火山フロント下に沿った最上部マントルには,高減衰域が連続的に分布していることも明らかになった.
東北日本における弾性波速度やランダムな速度ゆらぎ,内部減衰を用い,独立成分分析による媒質の特徴抽出を行った.本州弧とクリル弧の衝突帯や第四紀火山下は共通して低速度異常・高減衰という特徴を示すが,統計的に独立な成分で比較するとそれぞれ異なる特徴を持つことが判った.これらの低速度や高減衰は非弾性や流体など様々な起源が考えられるが,その違いを客観的に抽出できる可能性がある.
2008年岩手・宮城内陸地震の余震記録から地震の分類を行った.地殻流体が関わっていると考えられる低周波の地震は高周波の地震と空間的に明瞭に棲み分けていることが判明した.
2011年東北地方太平洋沖地震発生前後の地震のメカニズム解の解析から,プレート境界の強度は普通の摩擦強度の5%くらいしかなく,また内陸でも僅かな応力変化で地震活動が活発化したことが明らかになった.これらの原因としては極めて高い間隙水圧の存在が最も考えやすい.
詳細な地震波速度構造を推定した結果,2011年4月7日に発生したのスラブ内地震(M7.1)の震源域周辺に顕著な低速度異常がイメージングされた.海溝海側斜面で生じた正断層に沿って蛇紋岩化したマントルが脱水反応を起こし,断層面の強度を低下させて地震が起こりやすくなっていたと考えられる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

2011年東北地方太平洋沖地震の発生により,プレート境界の間隙水圧が高いことの検証が進んだ.また,この地震に誘発された地震活動の解析から,内陸の地震発生域も強度が低く,間隙水圧が高いことが示唆された.これに加えて,鳴子周辺のトモグラフィの実施や東北地方の減衰構造の推定については当初予定通り研究が進んだ.

Strategy for Future Research Activity

本研究の最終目標はGeofluid Mapの構築にあり,そのために様々な情報を抽出してきた.2011年東北地方太平洋沖地震の発生により,地殻の応力が大きく変化したが,これは解析領域の境界条件が大きく変化したことを意味している.このような異なった境界条件の場での地震活動の比較を行うことにより,強度が小さい場所を推定し,その場所の間隙水圧が高いことが証明できれば,地震活動からも流体の分布の推定に有効な情報が得られることになる.このような観点から解析を進めることにより,高密度の観測網が存在しない領域における流体の分布の推定の確度が上げられると期待される.

  • Research Products

    (37 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (21 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Migration process of very low-frequency events based on a chain-reaction model and its application to the detection of preseismic slip for megathrust earthquakes2012

    • Author(s)
      Ariyoshi, K., T.Matsuzawa, J.-P.Ampuero, R.Nakata, T.Hori, Y.Kaneda, R.Hino, A.Hasegawa
    • Journal Title

      Earth Planets Space

      Volume: 64 Pages: 693-702

    • DOI

      10.5047/eps.2010.09.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lateral variation of the cutoff depth of shallow earthquakes beneath the Japan Islands and its implications for seismogenesis2012

    • Author(s)
      Omuralieva, A., A.Hasegawa, T.Matsuzawa, J.Nakajima, and T.Okada
    • Journal Title

      Tectonophysics

      Volume: 518-521 Pages: 93-105

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2011.11.013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional attenuation structure of intrinsic absorption and wide-angle scattering of S-waves in northeastern Japan2012

    • Author(s)
      Takahashi T.
    • Journal Title

      Geophys. J. Int.

      Volume: 189 Pages: 1667-1680

    • DOI

      10.1111/j.1365-246X.2012.05438.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 沈み込み帯の地震発生機構-地殻流体に規定されて発生する沈み込み帯の地震-2012

    • Author(s)
      長谷川昭・中島淳一・内田直希・梁田高広・岡田知己・趙大鵬・松澤暢・海野徳仁
    • Journal Title

      地学雑誌

      Volume: 121 Pages: 128-160

    • DOI

      10.5026/jgeography.121.128

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stress before and after the 2011 great Tohoku-oki earthquake and induced earthquakes in inland areas of eastern Japan2012

    • Author(s)
      Yoshida, K., A.Hasegawa, T.Okada, T.Iinuma, Y.Ito, Y.Asano
    • Journal Title

      Geophys.Res.Lett.

      Volume: 39

    • DOI

      10.1029/2011GL049729

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Normal-faulting earthquakes beneath the outer slope of the Japan Trench after the 2011 Tohoku earthquake : Implications for the stress regime in the incoming Pacific plate2012

    • Author(s)
      Obana, K., G.Fujie, T.Takahashi, Y.Yamamoto, Y.Nakamura, S.Kodaira, N.Takahashi, Y.Kaneda, M.Shinohara
    • Journal Title

      Geophys.Res.Lett.

      Volume: 39

    • DOI

      10.1029/2011GL050399

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autocorrelation analysis of ambient noise in northeastern Japan subduction zone2012

    • Author(s)
      Ito, Y., K.Shiomi, J.Nakajima, R.Hino
    • Journal Title

      Tectonophysics

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 東北地方太平洋沖地震に誘発された秋田県森吉山周辺の地震活動2012

    • Author(s)
      小菅正裕・渡邉和俊
    • Journal Title

      東北地域災害科学研究

      Volume: (印刷中)

  • [Journal Article] Coupling coefficient, hierarchical structure, and earthquake cycle for the source area of the 2011 Tohoku earthquake inferred from small repeating earthquake data2011

    • Author(s)
      Uchida, N., T.Matsuzawa
    • Journal Title

      Earth Planets Space

      Volume: 63 Pages: 675-679

    • DOI

      10.5047/eps.2011.07.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stress regime in the Philippine Sea slab beneath Kanto, Japan2011

    • Author(s)
      Nakajima, J., A.Hasegawa, F.Hirose
    • Journal Title

      Geophys.Res.Lett.

      Volume: 38

    • DOI

      10.1029/2011GL048754

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seismic evidence for reactivation of a buried hydrated fault in the Pacific slab by the 2011 M9.0 Tohoku earthquake2011

    • Author(s)
      Nakajima, J., A.Hasegawa, S.Kita
    • Journal Title

      Geophys.Res.Lett.

      Volume: 38

    • DOI

      10.1029/2011GL048432

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shallow inland earthquakes in NE Japan possibly triggered by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake2011

    • Author(s)
      Okada, T., K.Yoshida, S.Ueki, J.Nakajima, N.Uchida, T.Matsuzawa, N.Umino, A.Hasegawa, Group for the aftershock observations of the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake
    • Journal Title

      Earth Planets Space

      Volume: 63 Pages: 749-754

    • DOI

      10.5047/eps.2011.06.027

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nearly complete stress drop in the 2011 Mw 9.0 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake2011

    • Author(s)
      Hasegawa, A., K.Yoshida, T.Okada
    • Journal Title

      Earth Planets Space

      Volume: 63 Pages: 703-707

    • DOI

      10.5047/eps.2011.06.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Random inhomogeneities in the northern Izu-Bonin arc estimated by tomographic inversion of peak delay times of S wave seismograms2011

    • Author(s)
      Takahashi,T., K.Obana, S.Kodaira, D.Suetsugu, N.Takahashi, S.Kamiya, Y.Tamura
    • Journal Title

      J.Geophys.Res.

      Volume: 116

    • DOI

      10.1029/2010JB007691

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crustal anisotropy structure related to lateral and down-dip variations in interplate coupling beneath the Kii Peninsula, SW Japan2011

    • Author(s)
      Saiga, A., A.Kato, S.Sakai, T.Iwasaki, N.Hirata
    • Journal Title

      Geophys.Res.Lett.

      Volume: 38

    • DOI

      10.1029/2011GL047405

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] An intraslab earthquake (M7.1) along a buried hydrated fault in the Pacific plate, triggered by the 2011 M9 Tohoku earthquake2011

    • Author(s)
      Nakajima, J., A.Hasegawa, S.Kita
    • Organizer
      AGU 2011 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ,米国
    • Year and Date
      2011-12-09
  • [Presentation] Stress change by the 2011 great Tohoku earthquake and induced earthquake activity in the inland areas of northeastern Japan2011

    • Author(s)
      Yoshida, K., A.Hasegawa, T.Okada, Y.Ito, T.Iinuma, Y.Asano
    • Organizer
      AGU 2011 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ,米国
    • Year and Date
      2011-12-09
  • [Presentation] Seismic high attenuation area beneath the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake (M7.2) and Mt.Chokai in NE Japan2011

    • Author(s)
      Shikasho, K., T.Okada, J.Nakajima, E.Hayami, N.Uchida, T.Matsuzawa, N.Umino, A.Hasegawa
    • Organizer
      AGU 2011 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ,米国
    • Year and Date
      2011-12-08
  • [Presentation] 2011年東北地方太平洋沖地震に伴う応力変化と東北日本内陸における誘発地震活動2011

    • Author(s)
      吉田圭佑・長谷川昭・岡田知己・飯沼卓史・伊藤喜宏・浅野陽一
    • Organizer
      日本地震学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] 2011年東北地方太平洋沖地震後の東北地方北部内陸の誘発地震活動2011

    • Author(s)
      小菅正裕・渡邉和俊
    • Organizer
      日本地震学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] スペクトル比法を用いたコーナー周波数の推定と東北地方の地震波減衰構造(その2)2011

    • Author(s)
      羽田周平・中島淳一・内田直希・速水絵里圭・海野徳仁
    • Organizer
      日本地震学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2011-10-13
  • [Presentation] 2011年東北地方太平洋沖地震前後の内陸の地震活動と地殻構造2011

    • Author(s)
      岡田知己・吉田圭佑・長谷川昭・2011年東北地方太平洋沖地震合同観測グループ
    • Organizer
      日本地震学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2011-10-13
  • [Presentation] 東北地方中央部における詳細な地震波減衰構造2011

    • Author(s)
      四ヶ所健太・岡田知己・中島淳一・内田直希・速水絵里圭・松澤暢・海野徳仁・長谷川昭・2008年岩手・宮城内陸地震合同余震観測グループ・2011年東北地方太平洋沖地震合同観測グループ
    • Organizer
      日本地震学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2011-10-13
  • [Presentation] 東北地方太平洋沖地震と誘発地震~4月7日のスラブ内地震(M7.1)について~2011

    • Author(s)
      中島淳一・長谷川昭・北佐枝子・太田雄策・大園真子・三浦哲
    • Organizer
      日本地震学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2011-10-13
  • [Presentation] 2011年東北沖地震に伴う震源域周辺の応力変化2011

    • Author(s)
      長谷川昭・吉田圭佑・浅野陽一・飯沼卓史・伊藤喜宏・岡田知己
    • Organizer
      日本地震学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2011-10-13
  • [Presentation] 2011年東北地方太平洋沖地震後の東北地方内陸の地震活動2011

    • Author(s)
      岡田知己・吉田圭佑・植木貞人・中島淳一・内田直希・松澤暢・海野徳仁・長谷川昭・2011年東北地方太平洋沖地震合同観測グループ
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-27
  • [Presentation] 東北地方中部のひずみ集中帯における地殻不均質構造と地震活動2011

    • Author(s)
      岡田知己・松澤暢・海野徳仁・長谷川昭・中島淳一・内田直希・堀修一郎・河野俊夫・中山貫史・平原聡・高木涼太・吉田圭佑・四ヶ所健太・2008年岩手・宮城内陸地震合同余震観測グループ
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-27
  • [Presentation] 2008年岩手・宮城内陸地震の震源域および鳥海山周辺における地震波減衰構造2011

    • Author(s)
      四ヶ所健太・岡田知己・中島淳一・内田直希・速水絵里圭・松澤暢・海野徳仁・長谷川昭・2008年岩手・宮城内陸地震合同余震観測グループ
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-27
  • [Presentation] 2011年東北地方太平洋沖地震前後の応力2011

    • Author(s)
      吉田圭佑・長谷川昭・岡田知己・伊藤喜宏・飯沼卓史・浅野陽一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-26
  • [Presentation] 地殻・最上部マントルにおけるランダムな速度ゆらぎ及び内部減衰の三次元構造~次元圧縮に基づく地下構造の地球物理学的解釈~2011

    • Author(s)
      高橋努
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-26
  • [Presentation] スペクトル比法を用いたコーナー周波数の推定と東北地方の地震波減衰構造2011

    • Author(s)
      羽田周平・中島淳一・内田直希・速水絵里圭・海野徳仁
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] メカニズム解から推定した2008年岩手・宮城内陸地震震源域の起震応力場と間隙水圧2011

    • Author(s)
      吉田圭佑・岡田知己・伊藤喜宏・飯沼卓史・海野徳仁・長谷川昭・2008年岩手・宮城内陸地震合同余震観測グループ
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] 遠地P波のトランスバース成分からみた日本列島下不均質構造と地震波鉛直異方性2011

    • Author(s)
      山本希
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] 2008年岩手・宮城内陸地震の余震中の高周波・低周波地震の震源分布2011

    • Author(s)
      小菅正裕・2008年岩手・宮城内陸地震合同余震観測グループ
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] 数値シミュレーションから予測される浅部低周波イベントの特徴2011

    • Author(s)
      有吉慶介・松澤暢・堀高峰・中田令子・ジャンポール アンプレロ・日野亮太・長谷川昭・金田義行
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] スロー地震発生域の構造2011

    • Author(s)
      加藤愛太郎
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-22
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.geofluids.titech.ac.jp/a01_1.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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