2022 Fiscal Year Annual Research Report
稍深発地震とスロースリップに対する超臨界水の効果：放射光その場観察実験による検証
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19H00722
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
大内 智博 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (60570504)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西原 遊 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (10397036)
雷 興林 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (70358357)
川方 裕則 立命館大学, 理工学部, 教授 (80346056)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 海洋地殻 / 角閃岩 / エクロジャイト / 水 / 微小破壊音 / 剪断集中 / 断層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では、スラブ内浅部の温度圧力条件下（1-3 GPa, 400-1000℃）における海洋地殻岩（角閃岩またはエクロジャイト）の変形実験を愛媛大学にて行った。いずれの実験条件下でも、AE発生頻度は総じて低かった（昨年度までに行ってきたダナイトを用いた実験と比較して）。系に水性流体が存在する非排水条件下では、AE発生が抑制される傾向が見られた。これは、ダナイトでの実験でも同様の結果が得られている。
しかし400℃の排水条件下でのエクロジャイト試料の変形実験では、AE発生頻度が特異的に高い現象が確認された。500℃以上では、角閃岩での実験結果と大きな違いは見られなかった。400℃のような低温側の条件下では、エクロジャイトの主要構成鉱物である単斜輝石やザクロ石のナノ粒子化が動的再結晶に伴って顕著に進行しやすい。その結果、ナノ粒子化が進んだ領域へ局所剪断集中が引き起こされやすくなり、AE発生頻度が高くなったものと解釈される。この成果は、論文として取りまとめ、現在査読中である。
本研究計画に関連し、マントル遷移層の温度圧力条件下（13-16 GPa, 700-1000℃）におけるダナイトの変形実験とAE測定実験を昨年度に引き続き行った。その結果、特定の温度条件（850-900℃）ではカンラン石の圧力誘起相転移に伴うカンラン石のナノ粒子化にトリガされて、断層形成及びAE発生に至ることが明らかとなった。このAE発生が起きやすい温度圧力条件は、沈み込むスラブ内における「Metastable Mantle Wedge」という領域の表面に相当しており、実際に深発地震が頻発していることが知られている。本研究の結果に基づいたモデルは、深発地震の発生メカニズムを説明することが可能である。この成果は、Nature Communications誌にて受理された（2022年8月）。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] Faulting in olivine transforming to wadsleyite and ringwoodite under pressure-temperature conditions of deep slabs2022
Author(s)
Ohuchi, T., Higo, Y., Tange, Y., Sakai, T., Matsuda, K., Irifune, T.
Organizer
American Geophysical Union Fall Meeting 2022
Int'l Joint Research / Invited
