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断層焼結に伴う急速強度回復過程と地震サイクルへの影響

研究課題

研究課題/領域番号 17K05645
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

谷川 亘  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), 主任研究員 (70435840)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード焼結 / 地震 / 透水性 / 断層 / 透水係数 / 摩擦係数 / 間隙水圧 / 摩擦発熱 / 粘性率 / 強度 / 地質学
研究成果の概要

地震性剪断変形にともなう焼結現象が断層の力学的挙動に及ぼす影響を評価するために、(1)流体飽和環境下での摩擦透水試験(2)瞬間高温加熱実験の2つの実験をベースに研究を実施した。その結果、流体飽和環境下で摩擦発熱が抑制されることにより焼結現象が発生しづらくなること、乾燥条件では1200℃以上で焼結が発生し、粉体同士が固着することがわかった。また、断層の透水係数は、すべり速度の増加とともに増加することがわかった。さらに、すべり後には初期の値に戻るため、急激な間隙水圧の減少が期待できないため、流体圧の増加を考慮した地震サイクルモデルに大きな影響を与えることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地下深部に破壊震源がある地震は、地震時に断層内で発生する物理化学的な現象を直接観察することができない。そのため、本研究は地震現象を模擬した岩石実験を通して、深部の断層の内部物理的な素過程から地震発生プロセスの理解に努めた。本研究では特に、鋳造やセラミック加工など産業と関わりの深い「焼結」に焦点を当てたことにより、地震現象を生活に密接な現象の一部だと見立てて考える学問の幅を広げることができた。得られた知見は、将来、地震発生数値模擬実験で利用される物理モデルの一部に利用され、より現実的な地震の発生規模や発生頻度を推定につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Porosity, permeability, and grain size of sediment cores from gas-hydrate-bearing sites and their implication for overpressure in shallow argillaceous formations: Results from the national gas hydrate program expedition 02, Krishna-Godavari Basin, India2019

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Wataru、Hirose Takehiro、Hamada Yohei、Gupta Lallan P.、Ahagon Naokazu、Masaki Yuka、Abe Natsue、Wu Hung Y.、Sugihara Takamitsu、Nomura Shun、Lin Weiren、Kinoshita Masataka、Yamamoto Yuzuru、Yamada Yasuhiro
    • 雑誌名

      Marine and Petroleum Geology

      巻: 108 ページ: 332-347

    • DOI

      10.1016/j.marpetgeo.2018.11.014

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Provenance of submerged stone pillars in an earthquake and typhoon hazard zone, coastal Tosashimizu, southwest Japan: A multidisciplinary geological approach2019

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Wataru、Uramoto Go-ichiro、Hamada Yohei、Murayama Masafumi、Yamamoto Yuhji、Hirose Takehiro、Tadai Osamu、Tanaka Kouki、Ozaki Hiromasa、Yoneda Minoru、Tokuyama Hidekazu
    • 雑誌名

      Marine Geology

      巻: 415 ページ: 105962-105962

    • DOI

      10.1016/j.margeo.2019.105962

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RockJockソフトを用いた粉末X線回折法による鉱物の定量分析に関する報告2018

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Wataru、Tadai Osamu
    • 雑誌名

      JAMSTEC Report of Research and Development

      巻: 27 号: 0 ページ: 57-67

    • DOI

      10.5918/jamstecr.27.57

    • NAID

      130007506164

    • ISSN
      1880-1153, 2186-358X
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geophysical constraints on microbial biomass in subseafloor sediments and coal seams down to 2.5?km off Shimokita Peninsula, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Wataru、Tadai Osamu、Morono Yuki、Hinrichs Kai-Uwe、Inagaki Fumio
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 5 号: 1 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1186/s40645-018-0217-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Permeability changes of simulated low permeable fault rocks induced by intermediate velocity friction test2019

    • 著者名/発表者名
      谷川 亘
    • 学会等名
      JPGU2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fault permeability changes by slow to fast frictional sliding2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Taniakwa
    • 学会等名
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Porosity, permeability, and grain size of sediment cores from gas-hydrate-bearing sites and their implication for overpressure in shallow formations: Results from NGHP-02, Krishna-Godavari Basin, India2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Tanikawa, Takehiro Hirose, Yohei Hamada, Lallan P. Gupta, Naokazu Ahagon, Yuka Masaki, Natsue Abe, Hung Y. Wu, Takamitsu Sugihara, Shun Nomura, Weiren Lin, Masataka Kinoshita, Yuzuru Yamamoto, Yasuhiro Yamada
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インド沿岸域ガスハイドレート層の高間隙率が示唆する高間隙水圧の発達2018

    • 著者名/発表者名
      谷川 亘、廣瀬 丈洋、濱田 洋平、Gupta Lallan、正木 裕香、林 為人、阿波根 直一、阿部 なつ江、呉 泓昱、杉原 孝充、野村 瞬、木下 正高、山田 泰広、NGHP Expedition 02 JAMSTEC Science Team
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 中速すべり領域の断層運動に伴う模擬断層の透水性変動2017

    • 著者名/発表者名
      谷川 亘
    • 学会等名
      JpGU-AGU 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic permeability of simulated fault induced by intermediate velocity friction test2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Tanikawa
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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