地震波解析と数値計算に基づく複数海山の沈み込みが作る変形構造・応力場の解明
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22K03789
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 |
新井 隆太 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), 副主任研究員 (20738752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古市 幹人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー (50415981)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 海山 / 地震波速度異方性 / 応力場 / 個別要素法 / 日向灘 |
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| Outline of Research at the Start |
沈み込み帯における地震発生の研究において、海山に代表されるプレート境界の起伏が持つ役割が議論されてきた。しかし、従来の研究の多くは「1つの海山」に着目するのみであり、「複数の海山」が近接して沈み込む場合の影響は十分理解されていない。本研究では九州パラオ海嶺が沈み込む日向灘海域を対象とし、沈み込む複数の海山が作り出す3次元の変形構造と応力場を解明することを目的とする。地震波を用いた構造解析と個別要素法を用いた力学場の数値計算から、複数海山が沈み込む場の実態把握とその支配要因を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は複数の海山が沈み込む場合に生じるプレート境界周辺の変形構造と応力分布を解明することを目的としている。研究対象として、九州パラオ海嶺が沈み込む日向灘海域を扱う。地震波データ解析に基づくプレート内部構造と応力場の推定と、個別要素法を用いた数値計算による再現実験を実施し、両者の知見を統合的に解釈することで、海山沈み込み問題を検討する。
2年目にあたる2023年度は、まず地震波データの解析から、昨年度発見した上盤プレート内の流体経路（破砕帯構造）が調査海域の広域にわたって多数存在することを発見した。さらに、その分布が沈み込むフィリピン海プレートの地殻の厚さおよび基盤の凹凸の空間変化とよく一致することを示した。これらの結果から、九州パラオ海嶺およびその東側数十kmにわたってフィリピン海プレートは極めて不均質な構造を呈しており、それらが沈み込むことによって上盤プレートに著しい変形を生じていると推定される。さらに、こうしたプレート境界周辺の構造不均質がプレートカップリングの空間変化およびスロー地震の分布とも相関することを明らかにした。
一方、数値計算では、昨年度新たに開発した岩箱数値実験を用いて、地質学的年代スケールで発達する沈み込み帯付加体の発達と秒単位で進行する断層すべり（地震発生）、さらに地震波動伝播を同一のスキーム内で再現することに成功した。
これらの成果について、本年度は3編の国際学術論文を出版した。そのうちNature Communications誌に掲載された成果についてプレスリリースを実施したところ、新聞2紙に記事が掲載された。
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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
地震波データの解析から、海山沈み込みによる上盤プレート内の不均質構造の広域的な分布とその要因が明らかになった。数値計算においても、昨年度新たに開発した数値計算手法を用いた再現実験が進展した。いずれの項目も国際学術論文への成果発表も進んでおり、当初予定していた通り研究が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目において、地震波観測で確認されているプレート収束域の断層構造や地震発生に関する知見を数値計算に取り込めるようになってきた。次年度は、これらの統合をさらに加速させ、日向灘を模擬したより現実的な再現実験を試みる。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Presentation] Weak interplate coupling and upper-plate fluid conduits caused by the ridge subduction in the westernmost Nankai subduction zone2023
Author(s)
Ryuta Arai, Kazuya Shiraishi, Yasuyuki Nakamura, Gou Fujie, Seiichi Miura, Shuichi Kodaira, Dan Bassett, Tsutomu Takahashi, Yuka Kaiho, Yohei Hamada, Kimihiro Mochizuki, Rie Nakata, Masataka Kinoshita, Yanxue Ma, Yoshitaka Hashimoto, Kyoko Okino
Organizer
AGU Fall Meeting 2023
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Upper-plate structural heterogeneities delimiting the distribution of shallow slow earthquakes in the westernmost Nankai Trough2022
Author(s)
Ryuta Arai, Seiichi Miura, Yasuyuki Nakamura, Kazuya Shiraishi, Gou Fujie, Shuichi Kodaira, Tsutomu Takahashi, Ayako Nakanishi, Yuka Kaiho, Yohei Hamada, Yanxue Ma, Kimihiro Mochizuki, Rie Nakata, Masataka Kinoshita, Yoshitaka Hashimoto
Organizer
AGU Fall Meeting
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Links between mud volcanoes, upper-plate fluid conduits and shallow slow earthquakes in the Hyuga-nada subduction zone2022
Author(s)
Ryuta Arai, Seiichi Miura, Yasuyuki Nakamura, Kazuya Shiraishi, Gou Fujie, Shuichi Kodaira, Tsutomu Takahashi, Ayako Nakanishi, Yuka Kaiho, Yohei Hamada, Yanxue Ma, Kimihiro Mochizuki, Rie Nakata, Masataka Kinoshita, Yoshitaka Hashimoto
Organizer
International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes 2022
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] 浅部微動域を規定する上盤プレートの不均質構造：日向灘における稠密地殻構造探査の成果2022
Author(s)
新井隆太, 三浦誠一, 中村恭之, 白石和也, 藤江剛, 小平秀一, 高橋努, 仲西理子, 海宝由佳, 濱田 洋平, Ma Yanxue, 望月公廣, 仲田理映, 木下正高, 橋本善孝
Organizer
日本地震学会2022年度秋季大会
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