2015 Fiscal Year Annual Research Report
沈み込み帯熱水循環の数値モデリング：地震発生帯の温度圧力条件の推定に向けて
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25800246
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
川田 佳史 東北大学, 災害科学国際研究所, 助教 (50402558)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 熱水循環 / 沈み込み帯 / 日本海港 / 南海トラフ / 数値シミュレーション / 温度構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度：本年度は、日本海溝の細かなスケールの熱流量異常の解明を念頭に置いて、透水層内にスリット状の割れ目が次々と形成する場合の計算を行った。計算の結果、海溝軸から離れた所では高い熱流量異常が生じ、海溝軸の近傍ではあまり高い熱流量異常は生じないことがわかった。この結果は、熱流量の異常が海溝軸の近傍に比べて海溝軸から離れた所でより顕著である、との観測結果と整合的である。
研究期間全体を通して：日本海溝および南海トラフの海側ではプレート年代から予想されるよりも高い熱流量（最大２倍程度）が観測されている。本研究課題では、この熱流量異常が沈み込むプレート内部の温度構造にどのような影響を与えるかを調べるための、一連の数値計算を行った。
・日本海溝の海側では、低速度の領域が海溝軸に向かって厚くなっていることが地震波トモグラフィーの結果から分かっている。この観測を受けて、透水層が海溝軸に向かって厚くなっている」ことを考慮した数値計算を行った。計算結果によると、厚くなる透水層の下部からの熱の汲み上げによって高い熱流量を平均的に説明することができる。この熱流量異常は沈み込んだ後のプレート内の温度構造にほとんど影響を与えないが、沈み込み帯に大量の水を送り込む。なお透水層が空間的に不均一に厚くなると考えれば、細かなスケールの熱流量異常を説明することもできる。
・南海トラフでは、室戸沖では高い熱流量異常が、熊野沖ではプレート年代から期待される程度の熱流量が観測されている。両者の間の領域の熱流量は、数十kmのスケールで変化する。室戸から熊野にかけてトラフ軸に平行に透水層が発達していると考えると、室戸に運ばれた熱の一部は熊野に分配され得る。このような透水層を考慮した計算を行った結果、水平方向の熱輸送によって数十ｋｍスケールの熱流量の空間コントラストを説明できることがわかった。
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