Rheology of the plate interface from shallow to deep subduction zone: effects of fluids and prograde metamorphism
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18H01318
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
OKAZAKI Keishi 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 研究員 (90784257)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥11,000,000、Indirect Cost: ¥3,300,000)
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| Keywords | 沈み込み帯 / 地震 / スロー地震 / レオロジー / 断層 / 岩石変形実験 / プレートテクトニクス / 岩石レオロジー / 岩石変形 / 水 / 変成岩 / 破壊 / 摩擦 / 流動 / 変成反応 / プレート境界 / 含水鉱物 / 岩石変形学 / 地殻流体 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we investigated how the rheological properties of materials existing at plate boundaries (i.e., metamorphic rocks) are changed by continuous metamorphic reactions associated with subduction using high-temperature, high-pressure rock deformation experiments. We found that the strength of the metamorphic rocks increases with the progress of metamorphism due to the decrease the amount of hydrous minerals by metamorphic reactions. On the other hand, the increase in pore fluid associated with metamorphic reactions increases the amount of water as well as the pore fluid pressure, which decreases the strength of the plate boundary. This study reveals that heterogeneity in water volume may be more responsible for the diversity of slip behavior in subduction zones than heterogeneity in pore water pressure.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
沈み込み帯のプレート境界では、スロー地震と呼ばれる地震（1m/s）とプレート沈み込み速度（1nm/s）の中間の変形現象が起こっており、スロー地震発生域では地震波観測などにより水の存在が示唆されている。本研究でおこなった高温高圧岩石変形実験から高温高圧環境でさらに水が多量に存在するような場所では岩石が延性的に変形するだけでなく「水が並ぶ」ことにより破壊も同時に起こることがわかった。本研究からは、沈み込み帯で通常考えられている間隙水圧の不均一性よりも、水の量の不均一性の方が沈み込み帯における変形挙動の多様性をもたらしている可能性があることが示唆される。
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Report
(4 results)
Research Products
(14 results)
