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マントル遷移層条件でのカンラン石破壊実験:深発地震発生メカニズム解明に向けた挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K18788
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
研究機関愛媛大学

研究代表者

大内 智博  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (60570504)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード深発地震 / カンラン石 / 相転移 / マイクロクラック / 断層 / アコースティックエミッション / AE / 微小破壊音 / アコースティック・エミッション / マントル遷移層
研究成果の概要

深発地震の多発するスラブ内深部の温度圧力条件下(700-1000℃、10-17 GPa)におけるカンラン石の破壊実験を行った。低温の条件下ではカンラン石の相転移がマイクロクラッキングを誘発したものの、断層すべりを引き起こす斜交クラックの形成は起きなかった。一方、脆性-塑性遷移の境界温度となる900℃では塑性変形に伴って斜交クラックが発達し、それに引き続いてラプチャーが誘発される場合には断層すべりに至ることが確認された。即ち深発地震はカンラン石の相転移と脆性-塑性遷移の両者が満たされた場合に引き起こされうることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究にて行った、地球の深さ300-500kmに位置するスラブ深部の温度圧力条件下における岩石破壊実験は世界初の試みである。これまで、深発地震発生の素過程に関する研究分野をリードしてきたのは欧米の研究グループであった中、本研究の「マイクロAE測定システム」は世界で初めてスラブ深部の温度圧力条件下における微小破壊音測定を可能とした。これは当該分野にて世界をリードしていけるブレークスルーであり、当システムを用いた研究を今後も継続していくことは、我が国においては防災への応用といった観点からも非常に大きい意義をもつ。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Semi-brittle behavior of wet olivine aggregates: the role of aqueous fluid in faulting at upper mantle pressures2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ohuchi, X. Lei, Y. Higo, Y. Tange, T. Sakai, K. Fujino
    • 雑誌名

      Contributions to Mineralogy and Petrology

      巻: 173 号: 10 ページ: 88-88

    • DOI

      10.1007/s00410-018-1515-9

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Semi-brittle flow in dunite and harzburgite at upper mantle pressures.2019

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Higo, Y., Tange, Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Faulting in deforming harzburgite under wet conditions.2019

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Higo, Y., Tange, Y. Sakai, T.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-brittle behavior of olivine single crystals under the conditions of Earth’s mantle transition zone.2019

    • 著者名/発表者名
      Naruse, Y., Ohuchi, T.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-pressure deformation experiments on peridotite gouges under hydrothermal conditions, using a deformation-DIA apparatus.2019

    • 著者名/発表者名
      Semba, M., Hirauchi, K., Ohuchi, T., Michibayashi, K.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Faulting in deforming dunite under wet conditions: role of aqueous fluid in semi-brittle behavior of dunite2018

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Higo, Y., Tange, Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union 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] Deformation of quartz single crystals under the coesite-stable conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, R., Ohuchi, T.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union 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] High pressure generation up to 24 gigapascals using a D-DIA apparatus combined with jacketed anvils2018

    • 著者名/発表者名
      大内智博
    • 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] ハルツバーガイトの半脆性流動と破壊における水の効果2018

    • 著者名/発表者名
      大内智博,雷興林,肥後祐司,丹下慶範,境毅
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温高圧下における微小破壊音測定:稍深発・深発地震発生の素過程の解明を目指して2018

    • 著者名/発表者名
      大内智博
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] researchmapでの自己紹介

    • URL

      https://researchmap.jp/7000014904

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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