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高速摩擦の知見に裏付けされたルミネッセンス断層年代測定法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19H02001
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
研究機関山口大学

研究代表者

大橋 聖和  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (70615525)

研究分担者 長谷部 徳子  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (60272944)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード活断層 / 光刺激ルミネッセンス / 摩擦発熱 / 地震性断層すべり / 高速摩擦実験 / 断層ガウジ / 加熱実験 / 断層帯掘削 / 阿蘇火砕流堆積物 / 布田川断層 / 短時間急速加熱実験 / 断層ボーリング / 断層掘削 / 地震性すべり / 光刺激ルミネッセンス(OSL)年代 / 地震性高速すべり
研究開始時の研究の概要

将来の地震の発生リスクや発生時期を評価するには、過去の地震の発生時期と繰り返し周期を知る必要がある。歴史記録が存在しない過去の地震では、地震を引き起こした断層と断層直上の地層との切断関係で活動時期を決定するが、断層直上に適切な時期の地層が存在しなかったり、年代決定に必要な炭素試料が含まれないこともある。本研究では、これに代わる手法として、断層帯を構成する物質のルミネッセンス年代測定から、過去の地震の発生時期を特定する手法の開発に取り組む。具体的には、摩擦実験を実施して断層物質の年代が初期化される地震・地質学的条件を調べるとともに、天然の断層帯で年代測定を実施し、手法の妥当性・有用性を検証する。

研究成果の概要

ルミネッセンス年代測定法を用いた活断層の新しい活動評価手法を確立するため、室内で地震すべりを再現する高速摩擦実験を行い、ルミネッセンス信号強度(年代値に相当)の変化を系統的に調べた。その結果、断層が高速ですべることによって生じる摩擦熱によって、信号強度が減少する(年代リセットが生じる)こと、その発生場はある程度以上の地下(具体的には深さ約100~200m以上)に限られることが明らかとなった。これらの結果により、調査場所を適切に選ぶことができれば、ルミネッセンス年代測定法を用いて活断層の活動時期を特定することは可能だと結論づける。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は活断層の活動評価法に新たな手段を提供するものであり、この技術を社会実装することで、活断層の活動評価精度の向上が見込まれる。具体的には、(1) 活断層の調査地点の選択肢を新たに増やす、(2) 海洋底掘削や内陸断層掘削で得られたコア試料、基盤露出地域、地下空間など、上載地層を伴わない断層の活動時期に関する情報を与える、(3)炭素14年代測定法の適用困難な数万年前以前に活動した断層の活動時期に関する情報を与える、の3つが挙げられる。また、本手法は適用年代範囲が広いため、数万~数10万年時間スケールの長期的なテクトニクスの理解にも資するものと考えられる。

報告書

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

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Leibniz Institute for Applied Geophysics(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Leibniz Institute for Applied Geophysics(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Leibniz Institute for Applied Geophysics/Leiniz University of Hannover/RWTH Aachen University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Denmark(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Leibniz Institute for Applied Geophysics(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Wageningen University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Optically Stimulated Luminescence Signal Resetting of Quartz Gouge During Subseismic to Seismic Frictional Sliding: A Case Study Using Granite‐Derived Quartz2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyokazu Oohashi, Yuki Minomo, Koji Akasegawa, Noriko Hasebe, Kazumasa Miura
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125 号: 10

    • DOI

      10.1029/2020jb019900

    • 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
  • [学会発表] 高蓄積線量石英の摩擦実験における光刺激ルミネッセンス(OSL)信号変化―大気湿度条件および水飽和条件下の場合―2022

    • 著者名/発表者名
      阿久津 彩香、大橋 聖和、長谷部 徳子、三浦 知督
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 堆積物中石英の摩擦実験における光刺激ルミネッセンス(OSL)信号変化阿久津 彩香、大橋 聖和、長谷部 徳子、三浦 知督2021

    • 著者名/発表者名
      阿久津 彩香、大橋 聖和、長谷部 徳子、三浦 知督
    • 学会等名
      日本地質学会第128年学術大会(2021年名古屋大会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 布田川断層の破砕帯における長石を用いたルミネッセンス年代測定2021

    • 著者名/発表者名
      松岡 陽司、大橋 聖和、田村 亨、塚本 すみ子
    • 学会等名
      日本地質学会第128年学術大会(2021年名古屋大会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Direct dating of faults by luminescence and ESR: Case studies from Japan and Switzerland2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Sumiko, Guralnik Benny, Oohashi Kiyokazu, Otsubo Makoto, Tanner David, Brandes Christian, von Hagke Christoph
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 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] 地震時に石英ガウジが光刺激ルミネッセンス(OSL)信号を消失する深度条件2019

    • 著者名/発表者名
      蓑毛裕希, 大橋聖和, 長谷部徳子, 三浦知督
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 野島断層ボーリングコア試料の摩擦特性2019

    • 著者名/発表者名
      蓑毛裕希, 大橋聖和
    • 学会等名
      日本地質学会第126年学術大会(2019山口)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ルミネッセンス断層年代測定の確立に向けた基礎実験と現世付加体への適用可能性2019

    • 著者名/発表者名
      大橋聖和, 蓑毛裕希, 赤瀬川幸治, 長谷部徳子, 三浦知督
    • 学会等名
      日本地質学会第126年学術大会(2019山口)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct dating of faulting in the absence of overlying sediments2019

    • 著者名/発表者名
      Sumiko Tsukamoto, Benny Guralnik, Kiyokazu Oohashi, Makoto Otsubo
    • 学会等名
      20th Congress of the International Union for Quaternary Research (INQUA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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