日本海溝におけるスロー地震発生メカニズムの解明にむけた珪質堆積物の摩擦実験

• 研究課題/領域番号: 23K19081
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0204:天文学、地球惑星科学およびその関連分野
• 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: 奥田 花也 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), 研究員 (80981290)
• 研究期間 (年度): 2023-08-31 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 摩擦実験 / 珪質堆積物 / 地震 / 日本海溝

研究開始時の研究の概要

本研究では、沈み込む珪質堆積物の続成作用による物質変化が摩擦特性にもたらす影響について室内摩擦実験によって調べる。珪質堆積物は日本海溝に多く見られ、日本海溝における巨大地震およびスロー地震の発生様式を支配している可能性がある。そこで、続成作用を被った珪質堆積物を用いた摩擦実験を行い、続成作用と地震活動の関連を検証することで、日本海溝の地震活動の全貌解明に貢献する。

研究実績の概要

本研究は日本海溝におけるスロー地震の発生メカニズム解明に向け、日本海溝に沈み込む主要な構成要素である珪質堆積物の摩擦特性を摩擦実験から調べることが目的である。２０２４年度は高精度の摩擦特性の測定が可能な直接せん断型(direct shear型)ピストンを設計・製作した。実験を進めるにあたり、同型ピストンを用いた実験手法の習得のために、同型ピストンを持つ海外の研究機関を訪問した。また試料準備のための手法についても習得した。これらの情報を基に所属機関における、試料準備および実験遂行のためのプロトコルを確立した。その結果、同型ピストンによる摩擦実験をおこなうことが可能となった。本研究の対象は日本海溝に沈み込む珪質堆積物であるが、珪質堆積物に取り組む前に、摩擦実験における標準的な物質である石英での実験を行った。実験は含水条件におけるslide-hold-slide testを行い、先行研究と調和的な実験結果が得られた。そのため、新規開発したピストンを用いた摩擦実験が問題なく遂行できることが確認できた。本研究の目的である珪質堆積物についての摩擦実験について、すでに試料の選定および粉砕を完了しており、順次摩擦実験を進めているところである。また、高温での実験に向けてヒーターの調整をおこなった。まず大気中でヒーターの仕様である２００℃までの上昇が可能であることを確認し、次に実験環境である高圧の油の中での昇温が可能であることも確認した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

目的達成に必要な実験アセンブリの新規設計開発が順調に進み、実験技術も確立され、順調にデータを取得している状況であるため。

今後の研究の推進方策

今年度は実験をさらに進めるほか、実験後回収試料について微細構造観察を行う。また研究成果について学会発表を行い、論文化も進める。