2008 Fiscal Year Final Research Report
Modeling of stagnation/falling processes by downward flow
| Project/Area Number |
16075207
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
SHOICHI Yoshioka Kyushu University, 大学院・理学研究院, 准教授 (20222391)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TOMOEKI Nakakuki 広島大学, 大学院理学研究科, 助教 (10263667)
ATSUSHI Suzuki 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教 (60284155)
MASANORI Kameyama 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (70344299)
MASAHISA Tabata 九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (30093272)
TAKASHI Nakagawa スイス連邦工科大学チューリッヒ校, 地球物理学研究所, 上級博士研究員 (50396941)
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| Research Collaborator |
YASUYUKI Iwase 防衛大学校, 応用科学群, 助教
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| Project Period (FY) |
2004 – 2008
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| Keywords | 滞留スラブ / 数値シミュレーション / 3次元スラブ / 地球シミュレータ / マントル対流 |
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| Research Abstract |
本研究では、主として、3次元箱型、2次元箱型の熱対流を用いたスラブ沈み込みモデルを構築した。3次元箱型モデルでは、高速な数値解法アルゴリズムの開発を進め、海洋プレートの沈み込みを実現し、410km、660kmでの相転移、660kmでの粘性ジャンプ、粘性率の温度・圧力依存性、海溝の後退などをモデルに取り入れた。数値シミュレーションの結果、滞留スラブの形成には海溝の後退が重要であることを示した。2次元モデルでは、プレートに強制的な沈み込み速度を与えるモデルと、自発的にプレートが沈み込むモデルを構築した。前者では、海溝の後退がある場合、660kmでの相転移によってスラブを浮かせるモードと下部マントルの高粘性によってスラブを支えるモードがあることを示した。また、海溝後退によって生成された滞留スラブが、下部マントルへと崩落するメカニズムとして、海溝後退の停止や前進が重要であることを示した。後者のモデルでは、マントル遷移層でのスラブの振る舞いと地表のテクトニクスの相互作用を扱うことを可能にし、様々な構造を持つ滞留スラブを再現した。また、滞留スラブの形成には、海溝の後退が非常に重要であり、滞留・崩落の過程には、2つの様式があることを明らかにした。
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