2019 Fiscal Year Annual Research Report

Study on seafloor movement and earthquake history by activity of source faults of Sagami Trough great earthquakes

Research Project

Project/Area Number	19H01978
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	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)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	池原研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, 首席研究員 (40356423) 山野誠東京大学, 地震研究所, 教授 (60191368) 金松敏也国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, グループリーダー (90344283)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	海底活断層 / 関東地震 / 地震性タービダイト
Outline of Annual Research Achievements	相模トラフでは関東地震の際に大きな海底変動が生じたと考えられるが，その実態は明らかになっていない．その原因として，深海底において海底下の構造を高い分解能で捉え，斜面で試料を採取することの困難さがある．本研究では無人探査機を用いて海底変動にともなう堆積・変形構造を高分解能で捉え，ピンポイントで試料を採取し，その年代から断層活動および地震の履歴の解明を行うとともに，温度を用いた断層沿いの流体湧出の変動観測を目的とした．内容は，1）断層変位の研究，2）地震発生履歴の研究，3）湧水変動の観測，に分けられる．1）断層変位の研究は，高分解能の海底下構造探査を行い，断層の分布の把握と断層による地層の変位・変形を捉える．さらに，断層自体を貫く採泥を行い，断層面から変位の方向，変位量等の情報を得る．2）地震発生履歴の研究：地震動をトリガーとし混濁流から堆積したタービダイトと崖錐堆積物の年代から地震の発生履歴がこれまで他海域で推定されており，同様の手法で相模湾の地震発生履歴の解明を目指す．3）湧水変動の観測：相模トラフでは化学合成生物群集が多くの地点で発見されており，断層沿いの湧水が推定される．地震活動と湧水は密接に関連するとされるが，相模トラフでは地震と地震の間の通常時の湧水速度を含め全く分かっていない．地温の長期観測により湧水の基礎的情報の取得を目指す．本年度は調査船を用いた航海を実施し，断層付近の海底堆積物試料の採取と海底下浅部構造の探査，および断層近傍への長期温度計測装置の設置を行なった．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 白鳳丸KH-19-5次研究航海（2019年8月9日～28日）では，台風の発生により相模湾の調査は最後の5日間のみの実施となった．調査は，主に無人探査機を用いた海底観察，SBP調査，ピンポイント柱状採泥を日中に行い，マルチプルコアラー採泥を夜間に実施した．また，化学合成生物群集の見られる地点において，1年程度の地中温度観測のため自己浮上式の長期温度計測装置の設置を無人探査機を用いて行った．本航海では，以前に取得していたSBP記録をもとに，断層が海底に達する地点付近を選定し，無人探査機NSSを用いたピンポイント採泥を行ない約3.6 mの試料を得た．しかし，航海後にX線CTスキャン撮影を行なったところ，3 mはフローインであることが分かった．上部 60 cmの試料は剪断による変形が認められるが，採泥時の変形によるものである可能性もあり今後の分析が必要である．この潜航調査中に行った海底観察では，シロウリガイとシンカイヒバリガイの生息が確認され，活発なメタン湧水が推定された．長期温度計測装置は，当初 2台の設置を予定していたが，槍が十分に刺さらず1台目の設置を断念し，2台目を用いた湧水点における設置のみとなった．この他，三崎海丘を北東－南西方向に連続する断層とみられるリニアメントに対し，それを横断する方向の海底下浅部構造のSBP調査を行った．船上での簡易処理では断層による変位を示す構造は認められなかった．また，相模湾奥の海底扇状地の堆積構造の調査を無人探査機を用いて行った．地震性とともに洪水性のタービダイトの堆積を理解するうえで重要である．これらの日中の作業に対して，夜間はマルチプルコアラー採泥を行ない，地震履歴の解明とともに，生物擾乱による堆積層の保存の研究用試料の採取を行なった．
Strategy for Future Research Activity	2019年度に採取した試料の堆積年代の決定は，主に浮遊性有孔虫殻の放射性炭素年代測定によって行う．有孔虫殻の他に貝殻・有機物を用いた年代測定も併用する．表層部の若い年代試料については，セシウム・過剰鉛測定を行う．火山灰の同定，コア試料の対比・定方位のため古地磁気・岩石磁気測定を行う．断層活動については，NSSのSBP探査により断層とみられる構造の確認とその採取を行なった．断層を貫き下盤側の地層の採取を目指したが，十分な試料長を得られず，また採取時の変形が著しかった．今後，堆積構造の詳細な観察と浮遊性有孔虫の殻の放射性炭素年代から断層活動について議論を行う．今回の海底観察によって生きたシロウリガイに加えてシンカイヒバリガイのコロニーを発見した．これらは活発なメタン湧水を示しており，同地点に設置した長期温度計測装置は現在観測中であり7月に回収予定であったが，新型コロナウイルス対応のため航海が中止となった．今後，回収の機会を探り，機器に記録された温度の時系列記録の解析をもとに湧水変動について調べる予定である．マルチプルコア試料は今後，堆積構造の詳細な研究，浮遊性有孔虫の殻の放射性炭素年代測定、物性測定，帯磁率異方性測定を行い．地震発生履歴の情報を得る．