| 研究課題/領域番号 |
22K14112
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
澤井 みち代 千葉大学, 大学院理学研究院, 助教 (20760995)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 沈み込み帯 / 摩擦 / 地震 / 玄武岩 / 摩擦実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
沈み込み帯での地震活動は、地震波を伴わないゆっくりとしたすべり（スロー地震）から津波を引き起こすような巨大地震まで多種多様であり、それらの発生要因の一つとされているのが断層面における摩擦挙動である。しかし、沈み込む海洋プレートの主要構成物質である玄武岩の摩擦挙動はこれまで明らかにされていない。本研究では、玄武岩が沈み込み、温度・圧力が上昇するに伴って摩擦特性がどのように変化するのかを系統的に調べ、玄武岩の摩擦特性が多様な地震活動の一端を担う可能性を摩擦実験により検証する。
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| 研究実績の概要 |
沈み込み帯での地震活動は、地震波を伴わないゆっくりとしたすべり（スロー地震）から津波を引き起こすような巨大地震まで多種多様であり、それらの発生要因の一つとされているのが断層面における摩擦挙動である。しかし、沈み込む海洋プレートの主要構成物質である玄武岩の摩擦挙動については、未知の領域が残されている。そこで本研究では、玄武岩が沈み込み、温度・圧力が上昇するに伴って摩擦特性がどのように変化するのかを系統的に調べ、玄武岩の摩擦特性が多様な地震活動の一端を担う可能性を摩擦実験により検証することとした。
令和4年度は、ODP Leg144 Site879にて掘削された玄武岩試料を使用し、千葉大学設置のガス圧式高温高圧三軸試験機を用いた高温高圧摩擦実験をおこなった。その結果、断層すべりの安定性を示すパラメータ(a-b)値は温度が上昇するに伴って正から負へと変化することが明らかとなった。玄武岩は温度の上昇とともに、つまり沈み込む深度が深くなるほど不安定な挙動を示しアスペリティとしてふるまう可能性を示唆すると考えられる。また、変位静止後の強度回復（ヒーリング効果）は静止時間の対数に比例して増加すること、さらに、温度の上昇に伴い増大する予察的な結果が得られた。現在、同試料を用いて間隙水圧の効果について調べる実験を進めるとともに、組成の違い・変成度の違いが摩擦挙動に及ぼす影響を検証するため、今年度の玄武岩とは異なる組成を持つ玄武岩試料や変成度の異なる玄武岩試料を用いた実験の準備に取り掛かっている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
現在までに、当初予定していたガス圧式高温高圧三軸試験機を用いた摩擦実験のうち、1つの玄武岩試料について結果が出始めている。特に今年度は、断層すべりの安定性を示すパラメータ(a-b)およびヒーリング効果が、温度に伴ってどのように変化するのかを調べた。試験機トラブルや細部の調整のためヒーリング効果の実験および組織観察は完了できなかったが、沈み込み帯の地震活動との関連性を考察するため、得られた結果は、随時遠洋性堆積物などの摩擦特性とも比較しながら議論を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も本研究課題を遂行すべく、引き続き摩擦実験を実施する。現時点で1つの玄武岩試料について、実験を実施しているが、必要な追加実験をしつつ、温度だけでなく間隙水圧の効果も検討していく予定である。また、沈み込み帯に存在する玄武岩は一様であるとは想像しがたく、組成の違い・変成度の違いなどにより、その摩擦特性に違いが生じる可能性がある。そうした影響も同時に検証すべく、並行して数種類の玄武岩試料を用いて、摩擦実験を実施する予定である。今年度までに得られた実験試料については組織観察を進めていきたい。
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