Shear-strength variation along subducting mega-thrust- their influence on the geometry of accretionary prism

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02008
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 山本 由弦 神戸大学, 理学研究科, 教授 (10435753)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古市 幹人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー (50415981) ; 西浦 泰介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー代理 (60509719)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: プレート境界 / 摩擦 / 剪断強度 / DEM

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、沈み込み帯の深度2-4 kmと5 km以深に注目し、①断層岩の物質、力学検討によって、深度依存する剪断強度の変化を定量的に把握することと、②数十億粒子数の大規模DEMによる数値計算により、把握された剪断強度の変化が付加体全体のジオメトリー、応力分布、それにすべり様式に与える影響を評価すること、である。沈み込み帯の深度5 km以深の物質検討を、国際深海掘削計画（IODP）の第358次航海（2019-2020年に実施）で得られた試料を用いて行う計画であったが、プレート境界まで到達できなかった。
一方、深度2-4 kmの変形および断層物質を対象にした①と、それらを模擬した②については、予定通り実施できた。特に①で得られた断層試料の三軸試験から明らかになった断層強度変化（約2.4倍の強度を獲得）を、DEMによって構成した「数値岩石実験」によって再現することに成功した。
この手法を大規模な沈み込み帯を模した数値実験に展開した。従来の「砂箱実験」ではなく、大規模な「岩石沈み込み実験」が可能になった。ここに、①で見いだしたせん断による強度変化をインプットデータとして用いることで、変形による剪断強度変化が付加プリズムの幾何学に大きな影響を与えることを見いだした。これらの成果は、国際学術誌（Tectonophysics）に投稿中であり、ポジティブな査読が帰ってきたところである。現在修正中であり、2023年度の早い時期に公表が期待される。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

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。