2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of pore fluid circulation in the uppermost part of the subducting plate and its influence on seismogenic zone of large thrust earthquakes
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15H03715
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山野 誠 東京大学, 地震研究所, 准教授 (60191368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 忠徳 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90303685)
笠谷 貴史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 主任技術研究員 (90373456)
川田 佳史 東北大学, 災害科学国際研究所, 助教 (50402558)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 日本海溝 / 南海トラフ / 断層 / 海洋地殻 / 熱流量 / 比抵抗 / 流体循環 / 浸透率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．平成27年度に製作した、海底熱流量測定用の新型の温度プローブと計測回路を組み合わせて、温度の精密測定、堆積物の熱伝導率測定について試験を行った。ピストンコアラーに取り付ける型の小型温度計についても、海中での動作試験を実施した。
２．28年10月に行われた「新青丸」KS-16-15航海において、北緯38度付近で日本海溝を横切る東西測線上で高密度の熱流量測定を実施した。海溝海側の海溝軸からの距離40km付近では、比高100mを超える断層崖を挟んでの測定により、海底地形の影響では説明できない熱流量の空間変化が観測された。この結果は、同じ測線上で計画されている、断層を貫く掘削調査の立案に重要な情報を与えるものである。
３．北緯38度15分付近の日本海溝海側で本研究課題以前に行われた、海底電位磁力計（OBEM）による自然電磁場探査のデータを解析した。その結果、海洋地殻上部の低比抵抗の層が、海溝軸に向かって厚くなる傾向が認められた。この変化についてさらに詳しく調べるため、KS-16-15航海でOBEMを3台設置して長期計測を開始した。機器の回収は29年度に行う予定である。
４．南海トラフの海溝軸付近における熱流量分布と沈み込むフィリピン海プレート・四国海盆の海洋地殻構造の関係に着目し、海洋地殻上部の透水層内の流体循環についてモデル計算を行った。透水層の浸透率に異方性があり、それが地域によって変化するとすれば、海溝軸付近の熱流量が、紀伊半島南方で東に向かって緩やかに減少するという観測データを説明できることが示された。
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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
熱流量測定を行う調査航海において、悪天候のため、予定していた千島海溝海域における測定を行うことができず、次年度以後に持ち越しとなった。一方、日本海溝海域では、これまでデータが不足していた、正断層が発達する付近での測定を行い、有意義なデータを得ることができた。
日本海溝海域での電磁気探査は、当初計画に対して開始が遅れていたが、28年度の調査航海で海底電位磁力計を設置し、自然電磁場探査用の長期計測を開始することができた。また、人工電流源を用いた探査を行う調査航海の提案が採択され、29年度に実施できることになった。
海洋地殻透水層内の流体循環のモデル計算については順調に進んでおり、浸透率の異方性を組み込んだ計算が可能となった。これにより、南海トラフ海域の熱流量分布を定量的に説明できるモデルを示すことができた。日本海溝についても、断層による破砕の異方性を取り入れたモデルを検討する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題と深く関係する研究として、日本海溝アウターライズにおいて断層の掘削を行い、プレート上部に水が浸入する過程を研究するという深海掘削計画の立案が進められている。掘削調査自体、またサイトサーベイ等の関連する調査と連携することで、今後の研究の進展が見込まれる。本課題による29年度の調査地域も、掘削計画との連携を考慮して検討する。
千島海溝海域での熱流量測定が、28年度は調査航海時の悪天候で実施できず、29年度については航海提案が不採択となった。千島海溝近傍における熱流量データは、日本海溝との比較対象として重要であり、早期の実施が望まれる。本課題の研究期間終了後とはなるが、30年度に調査航海を行う提案を進める。
南海トラフの海溝軸付近における熱流量分布について、沈み込む海洋地殻の構造の地域性・異方性に考慮した研究をさらに進める。特に基盤の凹凸（海洋地殻上面の起伏）に着目してデータ解析やモデル計算を行い、プレート境界地震発生帯の温度構造を推定する。また、スロー地震に関する新学術領域研究とも連携することにより、新たな研究への発展の可能性を探る。
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