2014 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), 教授 (10448235)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 蛇紋石 / 間隙水圧 / スロー地震 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プレート境界で発生するスロー地震には水の存在が大きく関わっていると考えられているが，その物質学的メカニズムについてはまだよく分かっていない。本研究では，蛇紋岩のすべり特性がスロー地震の発生と密接に関わっているとの仮説のもと，すべり特性が流体の存在によりどのような応答を示すかを評価し，スロー地震の発生メカニズムの解明に貢献することを目的とした。以下に主な成果を述べる。
（１）封圧を一定に保ち，間隙水圧のみを変化させる変形実験を行なった結果，間隙水圧の上昇とともに剪断強度が系統的に下がる有効圧の効果と，第１項の粘着力が水の存在により低下する両方の効果が見られた。これらの実験で得られた摩擦係数は先行研究とほぼ近い値を示すが，間隙水圧がほぼ封圧に近い条件では（有効圧が非常に小さい場合），摩擦係数が急激に減少した。このことは，間隙水圧が高く垂直応力がほぼ水圧に支えられる場合，アスペリティの接触面積が限りなく小さくなるため，摩擦強度が著しく低下する可能性を示唆している。スロー地震では実効垂直応力が数MPa以下であるため，ほぼ封圧に等しい間隙水圧がかかっている可能性があるが，そのような条件では上記の急激な摩擦強度の低下が影響しているのかもしれない。
（２）蛇紋石のヒーリング実験を二軸摩擦試験機を用いて行なった結果，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。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のかもしれない。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Deformation microstructures of glaucophane and lawsonite in experimentally deformed blueschists: Implications for intermediate-depth intraplate earthquakes.2015
Author(s)
Kim, D., Katayama, I., Wallis, S., Michibayashi, K., Miyake, A. and Seto, Y.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research
Volume: 120
Pages: 1229-1242
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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