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2015 Fiscal Year Annual Research Report

沈み込み帯の断層レオロジーとスロー地震の発生機構

Research Project

Project/Area Number 25287135
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

廣瀬 丈洋  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, グループリーダー代理 (40470124)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsスロー地震 / 断層 / 沈み込み帯 / 摩擦実験 / 熱水
Outline of Annual Research Achievements

沈み込み帯で発生するスロー地震には、水が深く関与していると考えられている。しかし、スロー地震の物理的発生メカニズムはまだよくわかっていない。本研究では、水の圧力(間隙流体圧)の上昇がスロー地震の発生と密接に関わっているという仮説を、地震発生域の熱水環境を再現した低~高速すべり摩擦実験によって検証した。特に、「断層の摩擦特性が間隙流体圧の変動によってどのように変化するのか」ということを詳細に調べて、物質学的な視点からスロー地震の発生メカニズムの解明を目指した。

平成27年度は、(株)東洋高圧の技術者と共同で、回転式摩擦試験機に組み込む熱水圧力容器を再設計・作製し、水圧100 MPa、温度450℃の地震発生域の熱水条件を再現することに成功した。また、労働基準監督署から本圧力容器を第一種圧力容器として認可を受けることができた。さらに、圧力容器の作製の遅れから研究が滞らないように計画していた、2011年東北地震の震源域に存在する藍線石片岩の熱水摩擦実験の結果を、研究協力者である澤井氏らと共同で国際雑誌に公表した。本論文では、断層の摩擦の速度依存特性が、有効圧が小さくなるにつれて、つまり間隙水圧が大きくなるにつれて、正から負に系統的に変化することをはじめて報告した。この成果は、間隙流体圧の上昇がスロー地震や巨大地震の発生に深く関与していることを明確に示しており、沈み込み帯における間隙流体圧の推定およびその時系列変化をモニタリングすることの重要性を示唆するものである。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Nucleation of frictional instabilitycaused by fluid pressurization insubducted blueschist2016

    • Author(s)
      Sawai, M., A. R. Niemeijer, O. Plumper, T. Hirose, and C. J. Spiers
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 43 Pages: 2543-2551

    • DOI

      10.1002/2015GL067569

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dynamic weakening of smectite-bearing faults at intermediate velocities: Implications for subduction zone earthquakes2015

    • Author(s)
      Oohashi, K., T. Hirose, M. Takahashi, and W. Tanikawa
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 120 Pages: 1572-1586

    • DOI

      10.1002/2015JB011881

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fault rheology beyond frictional melting2015

    • Author(s)
      Lavallee, Y., T. Hirose, J.E. Kendrick, K.-U. Hess and D.B. Dingwell
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 112 Pages: 9276-9280

    • DOI

      10.1073/pnas.1413608112

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spine growth and seismogenic friction at Mt Unzen, Japan2015

    • Author(s)
      Hornby, A., J.E. Kendrick, O.D. Lamb, T. Hirose, S. De Angelis, F.W. Aulock, K. Umakoshi, T. Miwa, S.H. De Angelis, F.B. Wadsworth, K.-U. Hess, D.B. Dingwell, and Y. Lavallee
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 120 Pages: 4034-4054

    • DOI

      10.1002/2014JB011660

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Frictional properties of Blueschist under in-situ conditions and implications for fault motion2015

    • Author(s)
      Michiyo Sawai, Andre R Niemeijer, Oliver Plumper, Takehiro Hirose, Christopher James Spiers
    • Organizer
      American Geophysical Union, Fall Annual Meeting 2015
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ、アメリカ合衆国
    • Year and Date
      2015-12-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 伊豆-ボニン-マリアナ弧を構成する岩石のすべり特性:高温摩擦実験と低~高速摩擦実験からの考察2015

    • Author(s)
      兵東玄威・高橋美紀・斎藤実篤・廣瀬丈洋
    • Organizer
      日本地質学会第122 年学術大会
    • Place of Presentation
      信州大学、長野県松本市
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] 東北沖プレート境界物質の摩擦特性からみるスロー・スリップ・イベント2015

    • Author(s)
      澤井みち代, Niemeijer Andre, 廣瀬丈洋, Plumper Oliver, Spiers Christopher
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ、千葉県千葉市
    • Year and Date
      2015-05-28
  • [Presentation] 準高速すべりに伴うスメクタイト質断層の動的強度弱化2015

    • Author(s)
      大橋聖和, 廣瀬丈洋, 高橋美紀, 谷川亘
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ、千葉県千葉市
    • Year and Date
      2015-05-25
  • [Presentation] Frictional processes during flank motion at Mount Etna (Italy): experimental characterisation of slip on similar and dissimilar volcanic and sedimentary rocks2015

    • Author(s)
      Wojciech Rozanski, Yan Lavallee, Jackie Kendrick, Angela Castagna, Thomas Mitchell, Michael Heap, Sergio Vinciguerra, Takehiro Hirose, Donald Dingwell
    • Organizer
      European Geosciences Union, General Assembly 2015
    • Place of Presentation
      ウィーン、オーストリア
    • Year and Date
      2015-04-14
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 研究内容

    • URL

      http://www.ne.jp/asahi/hirose/geo/index_j.htm#RI

URL: 

Published: 2017-01-06  

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