2016 Fiscal Year Annual Research Report
粘土鉱物の脱水反応によるプレート境界断層浅部での大規模滑りの可能性
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15H03737
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
廣野 哲朗 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (70371713)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地震 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2011年東北地方太平洋沖地震では、海溝付近のプレート境界が大規模に滑ったことにより、巨大津波が発生し、沿岸地域に甚大な被害を与えた。これまでプレート境界断層浅部は地震性すべりを起こさない領域とされてきたため、この原因を探るべく地球深部探査船による第343次研究航海(東北地方太平洋沖地震調査掘削：JFAST）が2012年に実施された。一方で、南海トラフにおける海溝型巨大地震は約100～150年程度の間隔で繰り返し発生し、そのたびに沿岸域は津波の被害をうけてた。地震・津波発生過程を明らかにすべく、2007年より南海トラフ地震発生帯掘削計画(NanTroSEIZE)が開始され、第314-316次研究航海では、南海トラフのプレート境界断層と巨大分岐断層の断層試料の回収に成功した。今年度の研究では，これらの断層掘削試料を用いて、断層の鉱物組成と各種物理特性(摩擦係数、透水率、熱重量変化など）を分析し、海溝付近の断層のすべり量を解析した。
まず東日本大震災を引き起こした日本海溝のプレート境界断層の試料を分析・解析した結果、同震災で観測されたすべり量とほぼ同じ、約80 mの巨大すべりが再現され、本解析手法の有効性を確認しました。その解析方法で南海トラフの断層試料を解析した結果、海溝付近のすべり量は約30-50 m程度になる可能性が、世界で初めて明らかになった。
これまで、断層試料の分析結果から、地震時に断層がどの程度滑るのかを定量的に予測することは不可能であったが、今後、地球深部探査船でより深く掘削し、採取した断層試料を本手法で解析することで、将来の発生が危惧される南海トラフ地震時の深部固着域（地震の巣）の断層すべりの規模をより正確に評価できることが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題を通して，以下の大きな発見があった。
１）地球深部探査船「ちきゅう」（図1)により採取された日本海溝と南海トラフのプレート境界断層試料を分析、モデル計算の結果、2011年東北地方太平洋沖地震での海溝付近の巨大すべり約80 mを再現、さらに南海トラフ地震にて海溝付近の断層が、約30-50 m程度すべる可能性を示した。
２）日本海溝の泥質な断層では透水率が低いため、南海トラフの砂質な断層では摩擦係数が高く温度上昇しやすいため、サーマルプレッシャライゼーション注1が強く機能し大きくすべることを、初めて定量的に評価した。
以上の結果は、英国Nature Publishing Groupの「Scientific Reports」に、日本時間6月20日(月)18時にオンライン公開された。これは、当初の計画以上の成果と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
南海トラフの断層は、トラフ沿いに堆積物の組成が異なるため、それが断層滑り挙動に影響を与える可能性がある。そこで、本年度は、上記の研究成果をさらに発展させて、海溝（トラフ）沿いの断層滑り挙動の変化について、研究を進める。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Near-trench slip potential of megaquakes evaluated from fault properties and conditions2016
Author(s)
Hirono, T., Tsuda, K., Tanikawa, W., Ampuero, J. P., Shibazaki, B., Kinoshita, M., and Mori, J.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: －
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Organochemical characteristics of carbonaceous materials as indicators of frictional heating on an ancient plate-subduction fault2016
Author(s)
Kaneki, S., Hirono, T., Mukoyoshi, H., Sampei Y., and Ikehara, M.
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Journal Title
Geochemistry, Geophysics, Geosystems
Volume: 17
Pages: －
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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