2022 Fiscal Year Final Research Report

Fluid flow and heat transport processes associated with deformation of the incoming plate near trenches and their influence on subduction zones

Research Project

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Project/Area Number	18H03733
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Yamano Makoto 東京大学, 地震研究所, 教授 (60191368)
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)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	海洋地殻 / アウターライズ / 沈み込み / 断層 / 熱輸送 / 流体循環 / 日本海溝 / 太平洋プレート
Outline of Final Research Achievements	We conducted various surveys, including heat flow measurements and analysis of pore water extracted from sediment samples, on the Pacific plate seaward of the Japan and Kuril trenches. We obtained valuable new data on fracturing of oceanic crust due to plate bending and associated fluid, heat and material flows. They revealed that the fracturing process and flow patterns are different between the Japan and Kuril trenches, vary along the trench axis and are highly heterogeneous at a scale of several km. The data obtained in the vicinities of normal faults on the seaward trench slope indicate development of fractured zones and fluid circulation reaching deeper part of the crust.
Free Research Field	固体地球物理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	海溝に沈み込む前の海洋地殻内での水・熱・物質の動きについて得られた結果を用いることで、沈み込みプレート境界付近の温度構造や水分布の精度のよい推定が可能となる。これは、沈み込み帯に関する幅広い分野の研究において基礎的な情報となるものである。また、海溝による違い、同じ海溝の中での地域による違いを明らかにしたことは、海溝陸側での地震発生や変形過程、島弧の地球化学・岩石学的な特徴、等の地域性の要因の解明に寄与するものと期待される。