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2022 Fiscal Year Annual Research Report

New approach for the mechanical properties and initiation of plate tectonics

Research Project

Project/Area Number 20H00200
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

片山 郁夫  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (10448235)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 晶樹  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 主任研究員 (00371716)
平内 健一  静岡大学, 理学部, 准教授 (10633290)
佐久間 博  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (20400426)
河合 研志  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20432007)
岡崎 啓史  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (90784257)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywordsプレートテクトニクス / 熱クラック / 弾性的性質 / 岩石強度
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,熱クラックの生成がプレート強度に影響を及ぼしプレート沈み込みの開始につながるとの説を多角的に検証することである。昨年度までの成果として,海洋プレートを構成する塩基性岩および超塩基性岩に熱クラックを導入した試料では,ヤング率などの弾性的な性質が熱クラック密度の増加とともに低下すること,またその関係は弾性波の有効媒質理論で説明が可能なことが明らかとなっていた。本年度はこれらの成果を論文としてまとめ国際誌に発表した(Jayawickrama and Katayama 2023 JGR)。また,プレートの沈み込みに対する弾性的な性質の影響を数値シミュレーションによって検証した結果,熱クラックの導入によってプレートの剛性率が下がることで,プレートの沈み込みが起きやすくなることがわかった(Katayama et al. 2022 Frontiers in Earth Science)。これらの成果は,熱クラックの生成によってプレートテクトニクスの開始が促されるとの仮説を支持するものである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

熱クラックが岩石の弾性的な性質に与える影響については,すでに成果をまとめ国際誌に発表した。また,プレートの沈み込みに関する数値シミュレーションの結果についても,すでに国際誌に発表している。

Strategy for Future Research Activity

次年度は最終年度であるため,これまでの研究成果に加えて先行研究のレビューをするなどして,プレートテクトニクスの始まりに関する我々のモデルを,国際会議やインパクトのある国際誌で発表していきたい。

  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Elastic Properties of Thermally Treated Diabase and Peridotite: Implications Toward the Elastic Properties of Oceanic Lithosphere2023

    • Author(s)
      Jayawickrama E. G.、Katayama I.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 128 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022JB026143

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of rheological stratification and elasticity of lithosphere on subduction initiation2022

    • Author(s)
      Katayama Ikuo、Yoshida Masaki、Hirauchi Ken-ichi
    • Journal Title

      Frontiers in Earth Science

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.3389/feart.2022.988320

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simultaneous Measurements of Elastic Wave Velocity and Porosity of Epidosites Collected From the Oman Ophiolite: Implication for Low Vp/Vs Anomaly in the Oceanic Crust2022

    • Author(s)
      Nagase Kumpei、Hatakeyama Kohei、Okazaki Keishi、Akamatsu Yuya、Abe Natsue、Michibayashi Katsuyoshi、Katayama Ikuo
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 49 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022GL098234

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of Fault Rocks Within the Aftershock Cloud of the 2014 Orkney Earthquake (M5.5) Beneath the Moab Khotsong Gold Mine, South Africa2022

    • Author(s)
      Miyamoto T.、Hirono T.、Yokoyama Y.、Kaneki S.、Yamamoto Y.、Ishikawa T.、Tsuchiyama A.、Katayama I.、Yabe Y.、Ziegler M.、Durrheim R. J.、Ogasawara H.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 49 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022GL098745

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Depth profile of frictional properties in the inner Nankai accretionary prism using cuttings from IODP Site C00022022

    • Author(s)
      Fujioka Riho、Katayama Ikuo、Kitamura Manami、Okuda Hanaya、Hirose Takehiro
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00488-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Interpretation of electrical resistivity structure of oceanic crust based on analysis of seismic velocity structure2022

    • Author(s)
      赤松祐哉,片山郁夫
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • Invited
  • [Presentation] ICDP DSeis M5.5 オークニー地震余震域から採取した断層試料の物質科学的特徴2022

    • Author(s)
      宮本英,廣野哲朗,横山友暉,金木俊也,山本裕二,石川剛志,土山明,片山郁夫,矢部康男,Martin Ziegler, Raymond Durrheim, 小笠原宏
    • Organizer
      日本地震学会
  • [Presentation] 高圧下での岩石の比抵抗と弾性波速度の同時測定の開発2022

    • Author(s)
      片山 郁夫,谷本和優
    • Organizer
      日本鉱物科学会
  • [Presentation] 地球内部での水と炭素循環の転換点2022

    • Author(s)
      片山 郁夫
    • Organizer
      日本地質学会
  • [Presentation] Experimental investigation on fault reactivation by water injection and the relationship between slip characteristics and injection rate2022

    • Author(s)
      末吉 和公、北村 真奈美、雷 興林、片山 郁夫
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 破壊に至るまでの変形中の庵治花崗岩の比抵抗と弾性波速度の同時測定2022

    • Author(s)
      片山 郁夫、青井 湧、谷本 和優、赤松 祐哉
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] オマーンオフィオライト掘削試料の物性測定に基づく海洋地殻の地震波速度と比抵抗の関係2022

    • Author(s)
      赤松 祐哉、長瀨 薫平、阿部 なつ江、岡﨑 啓史、畠山 航平、片山 郁夫
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] New Procedure for Shipboard Physical Properties Measurements during Hard Rock Drilling2022

    • Author(s)
      阿部 なつ江、岡崎 啓史、片山 郁夫、畠山 航平、赤松 祐哉、長瀬 薫平
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] オマーンオフィオライトの苦鉄質岩を用いた静水圧下での比抵抗・地震波速度・空隙率の同時測定2022

    • Author(s)
      谷本 和優、赤松 祐哉、片山 郁夫
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Inversely depleted forearc mantle section records the subduction zone infancy: Umigame Seamount, Bonin Trench2022

    • Author(s)
      道林 克禎、斎藤 すず、柿畑 優季、針金 由美子、岡本 敦、大柳 良介、畠山 航平、片山 郁夫、石塚 治、小野 重明
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 低温環境における氷摩擦実験と火星内部レオロジー構造への応用2022

    • Author(s)
      福原 大二朗、東 真太郎、片山 郁夫、猿谷 友孝
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Elastic wave velocity of thermally treated diabase and peridotite and their implications on elastic properties of oceanic lithosphere2022

    • Author(s)
      Eranga Gayanath Jayawickrama、Yasushi Izuka、Ikuo Katayama
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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