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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Tsunamigenic normal faults generating large outer-rise earthquake in the Japan Trench margin

Research Project

Project/Area Number 18H03732
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

朴 進午  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70359199)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 飛鳥  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30570634)
芦 寿一郎  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (40251409)
鹿児島 渉悟  東京大学, 大気海洋研究所, 特任助教 (70772284)
鶴 哲郎  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (80371730)
高畑 直人  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90345059)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords巨大津波 / アウターライズ地震 / 正断層 / 日本海溝
Outline of Annual Research Achievements

1.JAMSTECが2011年に宮城沖日本海溝を横切る測線上で取得したマルチチャンネル反射法地震探査データの再解析を行った。まず、エアガンバブルや多重反射を除去するなど高度な前処理を実施した後に、重合前深度マイグレーション処理を行い、アウターライズに発達する正断層群で形成されるホルスト・グラーベン(地塁・地溝)構造の詳細イメージングやP波速度モデルの構築に成功した。既存データを用いて、活断層が発達する海域の断層に沿う流体移動に関する検討を行った。その結果、活断層から上昇する流体の痕跡を確認した。
2.大規模アウターライズ地震断層を理解する上で、海溝の陸側斜面に存在する断層を研究することも重要である。日本海溝の陸側斜面で採取した堆積物直上の海水および堆積物中の間隙流体の分析を進め、2011年東北沖地震後の地震断層の挙動について流体循環の影響を評価した。陸上火山地帯で水・ガス試料のサンプリングと分析を実践することで、航海における流体試料採取法とヘリウム同位体などの測定手法の検討を行った。また、2019年度以降の航海に必要な機材を購入し観測の準備を進めた。
3.新青丸に搭載のサブボトムプロファイラーを用いた海底下浅部構造探査データの処理を行い、プレート沈み込みにともなう変形作用、特にホルストアンドグラーベン構造の発達と堆積作用の関係についての情報を取得した。
4.三陸沖アウターライズにおいて採取されたピストンコアのX線CT撮影およびスミアスライド記載を行いアウターライズ地震断層近傍におけるイベント堆積物認定手法の検討を行った。アウターライズにおいて堆積層が薄くプチスポットの貫入が疑われる箇所の掘削計画の立案を行い、IODPにプロポーザルを提出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画していた調査航海による新規データは取得されていないものの、既存データを活用した研究は進み、また来年度に予定されている新規データ取得の検討が進むなど、当初の研究計画はおおむね順調に進展している。特に、海底地形解析や既存MCS/SBPデータ解釈によって、大規模アウターライズ地震断層の候補を選定し、アウターライズ地震断層の物性解析手法を確立した。来年度に取得される新規MCSデータを用いた重合前深度マイグレーション処理による地殻構造イメージングやP波速度構造モデル構築のワークフローを確立した。また、地震発生履歴の解読に必要とされる採泥・採水の観測点や、堆積物・流体試料の分析手法に関する検討が進展した。

Strategy for Future Research Activity

1.岩手沖や宮城沖アウターライズに発達する正断層群を調べるため、高分解能マルチチャンネル反射法地震(Multi-Channel Seismic reflection: MCS)探査を実施するとともに、構造解釈を行う。反射極性・反射係数・減衰特性を推定する。また、正断層群の活動性や断層強度などの物性を評価するため、MCSデータを用いた反射極性・反射係数・減衰特性を推定する。
2.アウターライズの正断層群付近の観測点でピストンコアラーおよびマルチプルコアラーによる採泥を行う。得られたコアを高知コアセンターにて分析し、断層運動履歴を評価する。また、SBP記録の処理を行い堆積構造の詳細を求め、断層変位の履歴に関する情報を取得する。
3.研究船航海により大規模アウターライズ地震断層付近で堆積物試料を採取し、間隙水中のヘリウム同位体分析等を実施することで流体循環・断層の挙動に関する情報を収集する。また、比較のため、別の海域のヘリウムフラックスについても調査する。

  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Assessment of Helium Isotopes near the Japan Trench 5 Years after the 2011 Tohoku-Oki Earthquake2019

    • Author(s)
      Ma Teresa Escobar, Naoto Takahata, Takanori Kagoshima, Kotaro Shirai, Kentaro Tanaka, Jin-Oh Park, Hajime Obata, and Yuji Sano
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 3 (4) Pages: 581-587

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.8b00190

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A new seismic survey technology using underwater speaker detected a low- velocity zone near the seafloor: an implication of methane gas accumulation in Tokyo Bay2019

    • Author(s)
      Tetsuro Tsuru, Kazuo Amakasu, Jin-Oh Park, Junichi Sakakibara, and Mamoru Takanashi
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 71:31 Pages: 1-6

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s40623-019-1011-0

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Groundwater oxygen isotope anomaly before the M6.6 Tottori earthquake in Southwest Japan2018

    • Author(s)
      Onda S., Sano Y., Takahata N., Kagoshima T., Miyajima T., Shibata T., Pinti D.L., Lan T., Kim N., Kusakabe M. and Nishio Y.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 4800

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23303-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Distribution of helium-3 plumes and deep-sea circulation in the central Indian Ocean2018

    • Author(s)
      Takahata N., Shirai K., Ohmori K., Obata H., Gamo T. and Sano Y.
    • Journal Title

      Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences Journal

      Volume: 29 Pages: 331-340

    • DOI

      10.3319/TAO.2017.10.21.02

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dynamic formation process of thick deformation zone on the shallow plate boundary fault of the Japan Trench: insight from analog experiments of half-graben subduction2018

    • Author(s)
      Koge, H., Yamada, Y., Ohde, A., Bauville, A., Yamaguchi, A., Ashi, J.
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 5 Pages: 69

    • DOI

      10.1186/s40645-018-0230-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Upper-plate tectonic hysteresis and segmentation of the rupture area during seismogenesis in subduction zones?A case study of the Nankai Trough2018

    • Author(s)
      Kimura, G., Yamaguchi, A., Kinoshita, M
    • Journal Title

      Geological Society of America Special Paper

      Volume: 534 Pages: 87-99

    • DOI

      10.1130/2018.2534(05)

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Three-dimensional texture of natural pseudotachylyte: Pseudotachylyte formation mechanism in hydrous accretionary complex2018

    • Author(s)
      Hamada, Y., Kimura, G., Kameda, J., Yamaguchi, A., Hamahashi, M., Fukuchi, R., Kitamura, Y., Okamoto, S.
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 27 Pages: e12241

    • DOI

      doi: 10.1111/iar.12241

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evidence for surface sediment remobilization by earthquakes in the Nankai forearc region from sedimentary records2018

    • Author(s)
      Okutsu, N., Ashi, J., Yamaguchi, A., Irino, T., Ikehara, K., Kanamatsu, T., Suganuma, Y., Murayama, M.
    • Journal Title

      Geological Society, London, Special Publications

      Volume: 477 Pages: SP477. 22.

    • DOI

      10.1144/SP477.22

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fluid properties and dynamics along the seismogenic plate interface2018

    • Author(s)
      Raimbourg, H., Famin, V., Palazzin, G., Mayoux, M., Jolivet, L., Ramboz, C., Yamaguchi, A.
    • Journal Title

      Geosphere

      Volume: 14 Pages: 469-491

    • DOI

      10.1130/GES01504.1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spatial variability in sediment lithology and sedimentary processes along the Japan Trench: Use of deep-sea turbidite records to reconstruct past large earthquakes2018

    • Author(s)
      Ikehara, K., Usami, K., Kanamatsu, T., Arai, K., Yamaguchi, A., Fukuchi, R.
    • Journal Title

      Geological Society Special Publication

      Volume: 456 Pages: 75-89

    • DOI

      10.1144/SP456.9

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2D pre-stack depth migration imaging across the 2011 Tohoku (Mw 9.0) coseismic rupture zone off NE Japan2018

    • Author(s)
      Chen Guo and Jin-Oh Park
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Possible fluid effects on megathrust fault in the coseismic rupture zone of the 2011 Tohoku-oki earthquake2018

    • Author(s)
      Guo Chen, Jin-Oh Park, and Jih-Hsin Chang
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] An environment-friendly MCS survey by using underwater speakers in Tokyo Bay2018

    • Author(s)
      Tsuru T., Park J.O., Takanashi M., Arai K., Inoue T., Furuyama S., Amakasu K., Takao K., Ogawa M., Shimizu S.
    • Organizer
      The 13th SEGJ International Symposium
  • [Presentation] 水中スピーカーを用いた三次元反射法地震探査データ取得実験2018

    • Author(s)
      小川真由・清水史緒・鶴哲郎・古山精史朗・朴進午・郭晨・荒井晃作・井上卓彦
    • Organizer
      平成30年度地震学会秋季講演会
  • [Presentation] Groundwater helium and oxygen anomaly related to inland earthquake in Southwest Japan2018

    • Author(s)
      Sano Y., Onda S., Kagoshima T. and Takahata N.
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distribution of helium isotopes along 47N of the Subarctic North Pacific2018

    • Author(s)
      Escobar M., Takahata N., Obata H. and Sano Y.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assessment of helium isotopes near Japan Trench five years after the 2011 Tohoku-Oki earthquake2018

    • Author(s)
      Escobar M., Takahata N., Kagoshima T., Shirai K., Tanaka K., Park J., Obata H. and Sano Y.
    • Organizer
      日本質量分析学会同位体比部会(韓国との共催)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Helium isotopes in Lake Mashu, 20172018

    • Author(s)
      Takanori Kagoshima, Yuji Sano, Atsushi Tanaka
    • Organizer
      Goldschmidt Conference 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海底下浅部構造探査と精密照準採泥による断層活動・地震履歴の研究の現状と課題2018

    • Author(s)
      芦寿一郎
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会
  • [Presentation] Magmatism at the Outer Rise and Impact of Subduction: SCORE/APL proposals for outer rise drilling2018

    • Author(s)
      山口 飛鳥、藤江 剛、平野 直人、鹿児島 渉悟、秋澤 紀克、森下 知晃、小野 重明、土岐 知弘、山野 誠、木村 純一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Geological evidence of postseismic fluid discharge along an fossilized megasplay fault2018

    • Author(s)
      山口 飛鳥、長谷川 亮太、大坪 誠、石川 剛志、福地 里菜、木村 学
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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