海溝型地震発生機構の理解：シリカ・粘土続成作用からのアプローチ

• 研究課題/領域番号: 24740339
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地質学
• 研究機関: 北海道大学 (2013-2014); 東京大学 (2012)
• 研究代表者: 亀田 純 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40568713)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 東北地方太平洋沖地震 / スメクタイト / 続成作用 / 遠洋性粘土 / 日本海溝 / 海溝型地震 / 珪質堆積物 / Costa Rica

研究成果の概要

東北沖地震では、従来地震が起こらないと考えられていた海溝先端まで断層すべりが伝播し、巨大津波を引き起こしたと考えられている。このような海溝浅部における断層運動の実態解明を目指して、プレート境界断層を含む掘削試料の鉱物分析を行った。分析の結果、プレート境界断層において高い濃度でスメクタイトが濃集していることが確認された。スメクタイトは、摩擦強度が小さく、高速すべり時には効果的に断層強度を低下させることが知られている。したがって、日本海溝におけるプレート境界断層の浅部断層すべりは、スメクタイトに富むという断層の鉱物学的特徴に強く影響を受けているものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Mineral assemblage anomalies in the slip zone of the 1999 Taiwan Chi-Chi earthquake: Ultrafine particles preserved only in the latest slip zone (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirono, T., Kameda, J., Kanda, H., Tanikawa, W. and Ishikawa, T.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 41 号: 9 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1002/2014gl059805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Re-evaluation of frictional heat recorded in the dark gouge of the shallow part of a megasplay fault at the Nankai Trough (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirono, T., Ishikawa, T., Masumoto, H., Kameda, J., Yabuta, H. and Mukoyoshi H.
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 626 ページ: 157-169
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2014.04.020
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quartz deposition and its influence on deformation process of megathrust in subduction zone (2014)
  • 著者名/発表者名: Kameda, J., K. Kawabata, Y. Hamada, A. Yamaguchi, and G.Kimura
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 号: 1 ページ: 13-13
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-13
  • NAID: 120005464722
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geochemical and mineralogical characteristics of fault gouge in the Median Tectonic Line, Japan: evidence for earthquake slip (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T., Hirono, T., Matsuta, N., Kawamoto, K., Fujimoto, K., Kameda, J., Nishio, Y., Maekawa, Y. and Honda, G.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66:36 号: 1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-36
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Frictional properties of incoming pelagic sediments at the Japan Trench: implications for large slip at a shallow plate boundary during the 2011 Tohoku earthquake (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiyo Sawai, Takehiro Hirose and Jun Kameda
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66(1) 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-65
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Frictional properties of sediments entering the Costa Rica subduction zone offshore the Osa Peninsula: Implications for fault slip in shallow subduction zones (2014)
  • 著者名/発表者名: Namiki, Y., Tsutsumi, A., Ujiie, K. and Kameda, J.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-72
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The influence of organic–rich shear zones on pelagic sediment deformation and seismogenesis in a subduction zone (2014)
  • 著者名/発表者名: Kameda J., Kouketsu Y., Shimizu M., Yamaguchi A., Hamada Y., Hamahashi M., Koge H., Fukuchi R., Ikeda M., Kogure T. & Kimura G.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 109 号: 5 ページ: 228-238
  • DOI: 10.2465/jmps.140403
  • NAID: 130004704868
  • ISSN: 1345-6296, 1349-3825
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in illite crystallinity within an ancient tectonic boundary thrust caused by thermal, mechanical, and hydrothermal effects: an example from the Nobeoka Thrust, southwest Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuchi R, Fujimoto K, Kameda J, Hamahashi M, Yamaguchi A, Kimura G, Hamada Y, Hashimoto Y, Kitamura Y, Saito S
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66:116 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-116
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Friction properties of the plate boundary megathrust beneath the frontal wedge near the Japan Trench: an inference from topographic variation (2014)
  • 著者名/発表者名: Koge H, Fujiwara T, Kodaira S, Sasaki T, Kameda J, Kitamura Y, Hamahashi M, Fukuchi R, Yamaguchi A, Hamada Y, Ashi J, Kimura G
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66:153 号: 1 ページ: 153-153
  • DOI: 10.1186/s40623-014-0153-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Geological and frictional aspects of very-low-frequency earthquakes in an accretionary prism (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito T. K. Ujiie, A. Tsutsumi, J. Kameda, and B. Shibazaki
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 号: 4 ページ: 703-708
  • DOI: 10.1002/grl.50175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hanging wall deformation of a seismogenic megasplay fault in an accretionary prism : The Nobeoka Thrust in southwestern Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, G., Hamahashi, M., Okamoto, S., Yamaguchi, A., Kameda, J., Raimbourg, H., Hamada, Y., Yamaguchi, H. and Shibata, T
  • 雑誌名: J. Structural Geology 巻: 52 ページ: 136-147
  • DOI: 10.1016/j.jsg.2013.03.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prograde clay minerals reactions along a frontal thrust branching from a decollement in an ancient accretionary prism (2013)
  • 著者名/発表者名: Kameda, J., Yamamoto, Y., Hamada, Y., Kimura. G
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 600 ページ: 41-51
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2013.04.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of mechanochemical effects on fault slip behavior during earthquakes (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Hirono, Wataru Tanikawa, Go Honda, Jun Kameda, Jun-ichi Fukuda, Tsuyoshi Ishikawa
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 号: 12 ページ: 2988-2992
  • DOI: 10.1002/grl.50609
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrasts in physical properties between the hanging wall and footwall of an exhumed seismogenic megasplay fault in a subduction zone―An example from the Nobeoka Thrust Drilling Project (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamahashi, M., Saito, S., Kimura, G., Yamaguchi, A., Fukuchi, R., Kameda, J., Hamada, Y., Kitamura, Y., Fujimoto, K., Hashimoto, Y., Hina, S., Eida, M
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 14 号: 12 ページ: 5354-5370
  • DOI: 10.1002/2013gc004818
  • 査読あり
• [雑誌論文] and Expedition 343 and 343T Scientists (2013) Low coseismic shear stress on the Tohoku-Oki megathrust determined from laboratory experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, K., Tanaka, H., Saito, T., Tsutsumi, A., Mori, J. J., Kameda, J., Brodsky, E. E., Chester, F. M., Eguchi, N., Toczko, S
  • 雑誌名: Science 巻: 342 号: 6163 ページ: 1211-1214
  • DOI: 10.1126/science.1243485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and composition of the plate-boundary slip zone for the 2011 Tohoku-oki earthquake (2013)
  • 著者名/発表者名: Chester, F. M., Rowe, C., Ujiie, K., Kirkpatrick, J., Regalla, C., Remitti, F., Moore, J. C., Toy, V., Wolfson-Schwehr, M., Bose, S., Kameda, J., Mori, J. J., Brodsky, E. E., Eguchi, E., Toczko, S. and Expedition 343 and 343T Scientists
  • 雑誌名: Science 巻: 342 号: 6163 ページ: 1208-1211
  • DOI: 10.1126/science.1243719
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expedition 343 Scientists., Stress State in the Largest Displacement Area of the 2011 Tohoku-Oki Earthquake (2013)
  • 著者名/発表者名: Lin, W., Conin, M., Moore, J.C., Chester, F.M., Nakamura, Y., Mori, J.J., Anderson, L., Brodsky, E.E., Eguchi, H
  • 雑誌名: Science 巻: 339 号: 6120 ページ: 687-690
  • DOI: 10.1126/science.1229379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Runaway slip to the trench due to rupture of highly pressurized megathrust beneath the middle trench slope: The tsunami genesis of the Tohoku earthquake off the east coast of northern Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Gaku
  • 雑誌名: Earth and Planet Science Letters 巻: 339-340 ページ: 32-45
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2012.04.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silica diagenesis and its effect on interplate seismicity in cold subduction zones (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Kameda
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 317-318 ページ: 136-144
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2011.11.041
  • 査読あり
• [学会発表] Mineral Characteristics of the Plate-boundary Fault at the Japan Trench (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Kameda, M. Shimizu, K. Ujiie, T. Hirose, M. Ikari, F. Remitti, J. Mori, F. Chester, G. Kimura
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society
  • 発表場所: ロイトンホテル札幌（札幌市）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-07-31
• [学会発表] 日本海溝プレート境界断層の鉱物学的特徴と発達過程 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀田純、清水麻由子、氏家恒太郎、廣瀬丈洋、M. Ikari、F. Remitti、J. Mori、F. Chester、濱田洋平、木村学
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] 日本海溝プレート境界断層の鉱物学的特徴
  • 著者名/発表者名: 亀田純・氏家恒太郎・廣瀬丈洋・M. Ikari, F. Remitti・清水麻由子・濱田洋平・木村学・F. Chester, J. Mori・江口暢久・S. Toczko・343 Exp. Scientists
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
  • 招待講演
• [学会発表] 遠洋性粘土層の鉱物組成からみる日本海溝プレート境界断層の発達過程
  • 著者名/発表者名: 亀田純・清水麻由子・木村学
  • 学会等名: 日本地質学会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
• [学会発表] 沈み込み帯プレート境界における続成・脱水作用と地震発生
  • 著者名/発表者名: 亀田純
  • 学会等名: 日本地質学会第119年学術大会
  • 発表場所: 大阪府立大学、大阪府
  • 招待講演
• [学会発表] Diagenesis and dehydration of subducting oceanic crust within seismogenic subduction zones
  • 著者名/発表者名: Jun Kameda
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center, USA