2019 Fiscal Year Annual Research Report
Quantitative evaluation of frictional heat of the Futagawa fault ruptured during the Kumamoto Mw 7.1 earthquake and investigation of singular temperature structure in the area
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19H00717
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
林 為人 (リンウェイレン) 京都大学, 工学研究科, 教授 (80371714)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木下 正高 東京大学, 地震研究所, 教授 (50225009)
山本 由弦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 分野長代理 (10435753)
濱田 洋平 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 研究員 (80736091)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 布田川断層 / 温度分布 / 熱物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熊本地震本震の震源断層である布田川断層を貫く、最大深度700mの鉛直調査孔（FDB）が阿蘇火山地帯に位置する益城町で掘削された。本研究は、FDB孔を利用して布田川断層の地震時動的すべりの摩擦熱による温度分布の異常を正確に検出し、地震時の断層すべり特性である動的摩擦係数の決定を主目的としている。この目的を達成するために、掘削孔内温度の連続深度プロファイルを定期的に計測するほか、定点の温度経時変化の長期観測を、掘削時の冷却泥水の循環による温度場の擾乱がなくなるまで、2～3年間継続する計画である。
初年度の令和元年度には、①当該掘削孔内に複数の高精度温度センサーを低速度で降下・上昇させながら温度の連続深度プロファイルの計測を定期的（3ヶ月間毎）に計4回繰り返し実施したほか、②温度異常の可能性がある重要な深度に温度センサーを10個以上設置して、定点における連続経時変化の観測を行った。その結果、深度約50～650ｍにおいて再現性の高い温度プロファイルを得ることができたうえ、比較的大きい深度範囲においては、深くなるにつれ地温がほぼ直線的に高くなる温度構造が認められた。また、断層の摩擦熱に起因する可能性のある正の温度異常が認められた。これらの測定データを国際学会AGUにて発表し、多くの専門家と有益な議論ができた。一方、地層の温度構造を理解するために、地層の構成物質である岩石の熱物性を知ることが必須である。令和元年度には、熱物性測定装置を新規導入したうえ、FDB孔の全岩相を網羅するような多くの岩石コア試料を採取した。これらの試料を用いて、非定常面熱源法（通称ホットディスク法）により、熱伝導率と比熱の測定を開始し、全試料の約半分について測定終了した。その結果、当該地点の鉛直方向の概略熱物性分布が得られた。この結果も同一国際学会にて発表した。また、布田川断層の応力測定などの関連研究も実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画の通り、FDB掘削孔における孔内温度の深度プロファイルならびに重要深度での定点温度経時変化観測はおおむね順調に進捗しているほか、岩石コア試料を用いた熱物性測定も予定のペースで進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定の通り、次年度もFDB掘削孔における孔内温度の深度プロファイルならびに重要深度での定点温度経時変化観測を続けるとともに、岩石コア試料を用いた熱物性測定の残りを完了させる予定である。それに加えて、コア試料による比抵抗等の関連物性の測定も開始する予定である。また、次年度も積極的に国内・国際の学会で研究発表を行うと共に、投稿論文の執筆を開始する。
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