2021 Fiscal Year Annual Research Report
Fluid flow and heat transport processes associated with deformation of the incoming plate near trenches and their influence on subduction zones
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18H03733
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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, 教授 (60191368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朴 進午 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70359199)
佐野 有司 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任教授 (50162524)
平野 直人 東北大学, 東北アジア研究センター, 准教授 (00451831)
片山 郁夫 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (10448235)
土岐 知弘 琉球大学, 理学部, 准教授 (50396925)
笠谷 貴史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), グループリーダー (90373456)
川田 佳史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), 臨時研究補助員 (50402558)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海洋地殻 / アウターライズ / 沈み込み / 断層 / 地殻熱流量 / 間隙水 / 日本海溝 / 太平洋プレート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．2022年4月の白鳳丸KH-22-6航海において、日本海溝及び千島海溝海側の太平洋プレート上で熱流量測定を行った。日本海溝海側斜面に発達する正断層の近傍では、断層に伴う流体循環の存在を示唆する異常が検出された。千島海溝・日本海溝のアウターライズ上では、海溝に直交する方向、平行な方向のいずれにも数kmスケールで熱流量が変動することが明らかになった。また、正断層近傍で海底表層及び深さ4mまでの堆積物・間隙水試料を採取した。間隙水試料の一部は海水と異なる希ガス同位体組成を持ち、マントル・マグマ起源物質の混入を反映した可能性がある。
２．東北沖日本海溝海域において、新たに取得した海底電磁場データを加えて構造解析を行い、プレート沈み込み前後の比抵抗モデルを構築した。海溝海側の上部地殻が流体に富んだ低比抵抗であり、これが沈み込んで流体を浅部に供給することを推定した。また、反射法地震探査データの解析により、沈み込む前の海洋地殻を断ち切る大規模な正断層の構造と物性を明らかにし、間隙水の分析結果と合わせて、断層に沿った流体循環のモデルを提唱した。
３．プチスポット火山で採取した岩石試料の分析結果に基づいて、沈み込む太平洋プレートの構造を推定し、これまでの認識とは異なる岩石や海底地質を提唱した。
４．岩石の地震波速度と電気比抵抗を同時に測定するシステムを立ち上げ、海洋プレートを構成する岩石について測定を実施した。また、実験結果に基づき、アウターライズ領域での割れ目の発達やプレート内に海水が浸透する過程を考察した。
５．間隙水流動の数値計算で、これまで開発してきた陽解法を用いた手法が、山体などの不規則な形状を扱える有限要素法にも適用可能であることを明らかにした。
６．海底での熱流量測定の精度向上を目指して製作中の新方式の機器に、熱伝導率測定の機能を組み込み、琵琶湖湖底において動作試験を行った。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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