2019 Fiscal Year Research-status Report
断層物性科学と動力学解析の統合による南海トラフ地震破壊伝播過程の解明
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19K04039
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
廣野 哲朗 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (70371713)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | プレート境界断層 / 動力学解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プレート境界断層の海溝付近での大規模滑りの発生メカニズム解明とその定量的評価を目的とし、今年度は粘土鉱物の一種、スメクタイトの存在がその大規模滑りに与える影響の精査に取り組んだ。
2011年東北地方太平洋沖地震では、海溝付近のプレート境界が大規模に滑ったことにより、巨大津波が発生し、沿岸地域に甚大な被害を与えた。これまでプレート境界断層浅部は地震性滑りを起こさない領域とされてきたため、この原因を探るべく地球深部探査船による統合国際深海掘削計画第343次研究航海が2012年に実施され、その結果、プレート境界断層は強度が弱い粘土鉱物（スメクタイト）を多く含み、サーマルプレッシャライゼーションが発生し、巨大滑りを励起したと報告されていた。しかし、スメクタイトの存在もしくはサーマルプレッシャライゼーションのどちらが主因であるのかは未解決のままであった。
そこで、JFASTで採取された断層掘削試料の鉱物組成と各種物理特性(摩擦係数、透水率、熱重量変化など）の分析値よりモデル計算を経て算出されたサーマルプレッシャライゼーションが機能した場合のプレート境界断層の摩擦係数の値と、実験室にて直接計測されたサーマルプレッシャライゼーションが機能しない場合の摩擦係数の値を用いて、破壊伝播の動力学解析を実施し、プレート境界断層の滑りの時空間発展を定量的に評価した。その結果、2011年東北地方太平洋沖地震でのプレートの大規模滑りはサーマルプレッシャライゼーションが機能したことによるものであることを突き止めた。
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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
本研究では、断層物性科学と動力学解析の統合により、プレート境界断層沿いの破壊伝播過程を再現、南海トラフの海溝付近の滑り量の定量的な評価を目的としている。これに際し、代表的な粘土鉱物であるスメクタイトの存在が、断層の大規模滑りに与える影響を定量的に評価でき、さらにその成果を学術論文およびプレスリリースとして、公表できたことは、研究が順調に進んでいることを示す客観的な証拠と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度以降は、スメクタイト以外の粘土鉱物に着目し、さらに南海トラフ地震発生帯掘削で採取されたプレート境界断層の物質科学的特徴の把握：１）粉末X線回折法による鉱物組成の定量分析；熱重量-示唆熱走査熱量測定装置を用いた熱変化特性の分析、２）顕微赤外分光器を用いた脱水速度論的分析、３）水理特性(透水係数・間隙率等)の計測；低速～高速滑りでの摩擦係数の計測、などを進める予定である。
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| Causes of Carryover |
本研究を推進するにあたり、外部での研究機関での分析が短い日程で完了したため。
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