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最先端の地震波トモグラフィー法による巨大地震震源域の3次元構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H01996
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

趙 大鵬  東北大学, 理学研究科, 教授 (70304665)

研究分担者 豊国 源知  東北大学, 理学研究科, 助教 (90626871)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード地震波トモグラフィー / 沈み込み帯 / 大地震 / 火山 / 地震波異方性 / 沈み込むスラブ / マントルウェッジ / マントルプルーム / スラブ / big mantle wedge / 地震 / 3次元構造 / 地殻地震 / プレート境界型地震 / スラブ脱水 / 流体 / 地震波速度 / 地震波減衰
研究開始時の研究の概要

日本列島陸域から日本海溝までの海底に及ぶ,稠密な地震観測網で記録される膨大なデータを, 最先端の地震波トモグラフィー技術を開発・駆使して解析する. それにより,浅部から深部までの詳細な3次元構造を求め,巨大地震の発生機構・島弧火山の成因及び深部流体の移動などの沈み込みダイナミクスの解明に挑戦する.得られる研究成果は,日本列島のみでなく,世界の他の地域の研究にも大きなインパクトを与えるもので,世界の固体地球科学研究への波及効果も極めて大きい.さらに,地震や津波災害の防災・減災にも重要な意味を持つ.

研究成果の概要

世界の多くの沈み込み帯と大陸地域で起こった大地震震源域の高分解能地震波トモグラフィーを求めた.その結果,次のことがわかった.(1)沈み込んだ海洋スラブの脱水が地殻地震を誘発できる.(2)プレート境界型大地震の発生は上と下の両方のプレート内の構造不均質及びスラブ下の構造異常に規制される.(3)スラブ内部の含水断層の破壊でスラブ内地震が引き起こされる.(4)流体が沈み込み帯のほとんどの地震発生にかかわると思われる.(5)大地震が任意の場所でランダムに発生するのではなく,構造不均質のあるところにのみ起こり,またその構造不均質が地震波トモグラフィー等の地球物理学的な手段で検出できる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本列島陸域から日本海溝までの海底に及ぶ,稠密な地震観測網で記録される膨大なデータを, 最先端の地震波トモグラフィー技術を開発・駆使して解析した.それにより,浅部から深部までの詳細な3次元構造を求め,巨大地震の発生機構・島弧火山の成因及び深部流体の移動などの沈み込みダイナミクスの解明に挑戦した.また,世界の他の沈み込み帯と大陸地域の地下3次元構造と地震・火山活動についても調べた.得られる研究成果は,日本列島のみでなく,世界の他の地域の研究にも大きなインパクトを与えるもので,世界の固体地球科学的研究への波及効果も大きい.さらに,地震・火山・津波災害の防災・減災にも重要な意味を持つ.

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (25件) (うち国際共著 19件、 査読あり 25件、 オープンアクセス 22件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 中国科学院/南方科学技術大学/中国海洋大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] National Institute of Geophysics(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Granada University(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 南方科学技術大学/中国地震局/南京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国科学院(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 南京大学/中国地質大学/中山大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Cause of Enigmatic Upper-Mantle Earthquakes in Central Wyoming2024

    • 著者名/発表者名
      Zhao Dapeng、Liang Xuran、Toyokuni Genti、Hua Yuanyuan、Xu Yi-Gang
    • 雑誌名

      Seismological Research Letters

      巻: 95 号: 4 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1785/0220230333

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Remnants of shifting early Cenozoic Pacific lower mantle flow imaged beneath the Philippine Sea Plate2024

    • 著者名/発表者名
      Fan Jianke、Zhao Dapeng、Li Cuilin、Liu Lijun、Dong Dongdong
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 17 号: 4 ページ: 347-352

    • DOI

      10.1038/s41561-024-01404-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Big Mantle Wedge and Intraplate Volcanism in Alaska: Insight From Anisotropic Tomography2024

    • 著者名/発表者名
      Liang Xuran、Zhao Dapeng、Hua Yuanyuan、Xu Yi‐Gang
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 129 号: 1

    • DOI

      10.1029/2023jb027617

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Slab Window Beneath North Sumatra Revealed by P‐Wave Mantle Tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Hu Hao、Zhao Dapeng、Lin Jian、Pilia Simone
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 128 号: 6

    • DOI

      10.1029/2022jb025976

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anisotropic tomography and mantle dynamics of the North China Craton2023

    • 著者名/発表者名
      Guo Huili、Zhao Dapeng、Ding Zhifeng
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 236 号: 3 ページ: 1455-1470

    • DOI

      10.1093/gji/ggad497

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anisotropic tomography of the East Japan subduction zone: influence of inversion algorithms2023

    • 著者名/発表者名
      Jia Ruo、Zhao Dapeng
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 234 号: 3 ページ: 2199-2213

    • DOI

      10.1093/gji/ggad197

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seismic Anisotropy Tomography and Mantle Dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Dapeng、Liu Xin、Wang Zewei、Gou Tao
    • 雑誌名

      Surveys in Geophysics

      巻: 44 号: 4 ページ: 947-982

    • DOI

      10.1007/s10712-022-09764-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seismic anisotropy and geodynamics of the East Japan subduction zone2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Dapeng、Wang Jian、Huang Zhouchuan、Liu Xin、Wang Zewei
    • 雑誌名

      Journal of Geodynamics

      巻: 156 ページ: 101975-101975

    • DOI

      10.1016/j.jog.2023.101975

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ancient slabs beneath Arctic and surroundings: Izanagi, Farallon, and in-betweens2023

    • 著者名/発表者名
      Toyokuni Genti、Zhao Dapeng
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 10 号: 1 ページ: 64-64

    • DOI

      10.1186/s40645-023-00595-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] P and S Wave Anisotropic Tomography of the Banda Subduction Zone2023

    • 著者名/発表者名
      Hua Yuanyuan、Zhao Dapeng、Xu Yi‐Gang
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 50 号: 18

    • DOI

      10.1029/2023gl105611

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Moho, slab and tomography of the East Japan forearc derived from seafloor S-net data2022

    • 著者名/発表者名
      Dapeng Zhao, Yu Katayama, Genti Toyokuni
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 837 ページ: 229452-229452

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2022.229452

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Whole-mantle tomography of Southeast Asia: New insight into plumes and slabs2022

    • 著者名/発表者名
      Genti Toyokuni, Dapeng Zhao, Kenkichi Kutara
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 号: 11

    • DOI

      10.1029/2022jb024298

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anisotropic Tomography and Dynamics of the Big Mantle Wedge2022

    • 著者名/発表者名
      Xuran Liang, Dapeng Zhao, Yi‐Gang Xu, Yuanyuan Hua
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 5

    • DOI

      10.1029/2021gl097550

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seismic Anisotropy and Intraslab Hydrated Faults Beneath the NE Japan Forearc2022

    • 著者名/発表者名
      Zewei Wang, Dapeng Zhao, Xiaofei Chen
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 2

    • DOI

      10.1029/2021gl097266

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Azimuthal Anisotropy Tomography of the Southeast Asia Subduction System2022

    • 著者名/発表者名
      Yuanyuan Hua, Dapeng Zhao, Yi‐Gang Xu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 号: 2

    • DOI

      10.1029/2021jb022854

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 3D anisotropic structure of the Japan subduction zone2021

    • 著者名/発表者名
      Zewei Wang, Dapeng Zhao
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 4

    • DOI

      10.1126/sciadv.abc9620

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep mantle structure and origin of Cenozoic intraplate volcanoes in Indochina, Hainan and South China Sea2021

    • 著者名/発表者名
      Zhao, D., Toyokuni, G., & Kurata, K.
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 225(1) 号: 1 ページ: 572-588

    • DOI

      10.1093/gji/ggaa605

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seismic imaging of Northwest Pacific and East Asia: New insight into volcanism, seismogenesis and geodynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Dapeng Zhao
    • 雑誌名

      Earth-Science Reviews

      巻: 214 ページ: 103507-103507

    • DOI

      10.1016/j.earscirev.2021.103507

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seismic evidence for water transportation in the forearc off northern Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Zhiteng Yu, Dapeng Zhao
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125 号: 4 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1029/2019jb018600

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anisotropic Tomography Beneath Northeast Tibet: Evidence for Regional Crustal Flow2020

    • 著者名/発表者名
      Anhui Sun, Dapeng Zhao
    • 雑誌名

      Tectonics

      巻: 39 号: 7

    • DOI

      10.1029/2020tc006161

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tomography of the source zone of the great 2011 Tohoku earthquake2020

    • 著者名/発表者名
      Hua Yuanyuan、Zhao Dapeng、Toyokuni Genti、Xu Yixian
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14745-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Heterogeneity in Source Zones of the 2018 Anchorage Intraslab Earthquake and the 1964 Alaska Megathrust Earthquake2020

    • 著者名/発表者名
      Gou Tao、Zhao Dapeng、Huang Zhouchuan、Wang Liangshu
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 21 号: 3 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1029/2019gc008812

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Arc-arc collision caused the 2018 Eastern Iburi earthquake (M 6.7) in Hokkaido, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Hua Yuanyuan、Zhao Dapeng、Xu Yixian、Wang Zewei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50305-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Heterogeneity and Anisotropy in the Source Zone of the 2018 Eastern Iburi Earthquake in Hokkaido, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Gou Tao、Huang Zhouchuan、Zhao Dapeng、Wang Liangshu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 124 号: 7 ページ: 7052-7066

    • DOI

      10.1029/2019jb017388

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Importance of later phases in seismic tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Zhao Dapeng
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      巻: 296 ページ: 106314-106314

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2019.106314

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 地震波異方性から見たスラブ内の含水亀裂と地震発生2023

    • 著者名/発表者名
      趙大鵬, Zewei Wang
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Slabs, plumes and intraplate volcanism in SE Asia2023

    • 著者名/発表者名
      趙大鵬, Y. Hua, Z. Wang
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地震波トモグラフィーから見た地震火山活動と地球内部ダイナミクス2023

    • 著者名/発表者名
      趙大鵬
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Seismic structure and anisotropy of Tohoku forearc: new insight into seismotectonics and subduction dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      趙大鵬, G. Toyokuni, Z. Wang
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] S-netとHi-netの近地・遠地地震データによる日本列島下の3 次元速度トモグラフィー2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木基矢, 趙大鵬, 豊国源知
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Seismic structure and seismotectonics of the East Japan forearc derived from seafloor S-net data2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao, D., Y. Katayama, G. Toyokuni
    • 学会等名
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Seismic structure, anisotropy and dynamics of the big mantle wedge2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao, D., R. Jia
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] P-wave anisotropy and intraslab earthquakes in the Tohoku forearc2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao, D., Z.W. Wang
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 南米とその周辺地域下のP波マントルトモグラフィー2022

    • 著者名/発表者名
      高田大輔・豊国源知・趙大鵬
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] New insights into East Asian mantle structure and dynamics2020

    • 著者名/発表者名
      Dapeng Zhao
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] S-netデータによる東日本前弧域の不均質構造と地震発生機構2020

    • 著者名/発表者名
      D. Zhao, Y. Hua, G. Toyokuni, Z. Yu
    • 学会等名
      日本地震学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Slab subductions and earthquake-volcano interactions in Western Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Zhao Dapeng、Liu Xin、Hua Yuanyuan
    • 学会等名
      Fall Meeting of American Geophysical Union
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2018年胆振東部地震震源域のトモグラフィーと異方性構造2019

    • 著者名/発表者名
      趙大鵬、Gou Tao、Huang Zhouchuan、Wang Liangshu
    • 学会等名
      日本地震学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 活火山域の深部構造・低周波地震とマグマ供給系2019

    • 著者名/発表者名
      趙大鵬
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 地球のマントル中部に地震波異方性を発見 ―地震と火山噴火の根本原因の理解に重要な手がかり―

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2024/03/press20240313-01-mantle.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 東北地方太平洋沖地震の震源構造を解明 -プレート境界の岩石硬さの違いが地震発生をコントロール-

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2020/03/press20200306-02-plate.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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