2013 Fiscal Year Annual Research Report
高間隙水圧下での蛇紋岩のすべり特性とスロー地震の関連性
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24340105
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
片山 郁夫 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10448235)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | スロー地震 / プレート境界 / 蛇紋岩 / 摩擦特性 |
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| Research Abstract |
沈み込み帯で発生するスロー地震は通常の地震とは異なり，比較的小さな応力降下量と長い継続時間で特徴づけられる。間隙流体が存在すると有効応力が減少するため，前者の応力降下量はプレート境界での流体の存在に起因すると考えられるが，後者の継続時間の違いは流体の存在だけで説明することは難しい。本年度は，スロー地震特有の継続時間がプレート境界での物質の違いに原因があるとの仮説をたて，摩擦の強度回復と臨界すべり量に注目して室内実験を行なった。沈み込むプレートから脱水反応によって放出される水は，上盤側のマントルと反応して局所的に蛇紋岩などの含水層を形成していると予想される。そこで実験では，蛇紋石と無水鉱物である石英／かんらん石の摩擦特性の違いに注目したヒーリング実験を二軸摩擦試験機を用いて行なった。その結果，蛇紋岩は石英／かんらん石に比べると強度回復が弱く，またピーク摩擦から定常摩擦に至る遷移すべり距離が系統的に長い特徴をもつことが分かった。数値モデルではスロー地震は臨界すべり量が長い場合に起きやすいとの報告もあり，蛇紋石が比較的長い臨界すべり変位を持つことがスロー地震の一因になっていると考えられる。以上のことから，プレート境界での水の存在により変質（蛇紋岩化）した領域がスロー地震の発生域に対応するのに対し，変質せずに固着した領域はアスペリティとして働き通常の地震の震源域となっていると予想される。なお，スロー地震の発生深度が深さ３０km付近に集中することから，そこでは蛇紋岩に加え高間隙水圧が発生しているのに対し，さらに深部では流体圧が低いため脆性的な変形ではなく塑性変形によって歪みが解放されていると考察した。
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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
実験はおおむね順調に進んでいるが，観測との照合やシミュレーションによる検証は今後の課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究はおおむね予定どおりに進展しているが，今後は蛇紋岩の摩擦特性が他の鉱物と異なる原因について，鉱物学的な側面から検証していきたい。また，最終的には，スロー地震のメカニズムについて物質科学的なモデルを提唱できるように考察を進めていきたい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
想定していた物品費を下まわったため。
今年度の経費と合わせて，実験などの消耗品にあてる。
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