東北巨大地震断層近傍の応力状態：「ちきゅう」による日本海溝掘削からのアプローチ

• 研究課題/領域番号: 25287134
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地質学
• 研究機関: 京都大学 (2016); 国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2013-2015)
• 研究代表者: 林 為人 (リンウェイレン) 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80371714)
• 研究分担者: 山本 裕二 高知大学, 教育研究部自然科学系理学部門, 准教授 (00452699)
• 連携研究者: 谷川 亘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 主任研究員 (70435840) ; 木下 正高 東京大学, 地震研究所, 教授 (50225009)
• 研究協力者: 高橋 学 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 主任研究員 (20357370)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
• キーワード: 応力 / 断層掘削 / 非弾性ひずみ回復 / ブレークアウト / 熱物性 / 東北地震

研究成果の概要

地震断層の滑り挙動と断層近傍並びに周囲母岩の応力状態との関連性を解明するために、東北地震の震源断層掘削プロジェクトJFASTなどにおいて、応力状態の解明研究、応力計測技術の高度化研究、断層滑りに密接に関係する熱物性の研究などを行った。その結果、1)東北地震の震源域である日本海溝の近くで行った科学掘削JFAST孔内の応力分布を得ることができ、2)日本海溝と東南海・南海地震の震源域である南海トラフとの応力状態を比較検討し、また、3)JFASTコア試料の熱物性を決定することができた。これらの成果はプレート境界型巨大地震の断層滑り挙動の解明に寄与した。

研究成果

• [国際共同研究] University of Connecticut(米国)
• [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(China)
• [国際共同研究] National Taiwan Normal University(Taiwan)
• [国際共同研究] University of Connecticut(米国)
• [国際共同研究] University of Southampton(英国)
• [雑誌論文] 封圧下における岩石試料の比抵抗測定に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畠田 健太朗,林 為人,廣瀬 丈洋,谷川 亘,濱田 洋平,多田井 修
  • 雑誌名: JAMSTEC Report of Research and Development 巻: 24 号: 0 ページ: 1-9
  • DOI: 10.5918/jamstecr.24.1
  • NAID: 130005519986
  • ISSN: 1880-1153, 2186-358X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 東日本大震災の地震断層ボーリング調査と原位置応力の測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 為人
  • 雑誌名: 第14回岩の力学国内シンポジウム講演集 巻: 14
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 水銀圧入法による岩石の空隙寸法分布測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 為人,高橋 学, 佐東大作, 葉 恩肇, 橋本善孝, 谷川 亘
  • 雑誌名: 応用地質 巻: 57 号: 5 ページ: 201-212
  • DOI: 10.5110/jjseg.57.201
  • NAID: 130005296526
  • ISSN: 0286-7737, 1884-0973
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Thermal properties and thermal structure in the deep-water coalbed basin off the Shimokita Peninsula, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Tanikawa, Osamu Tadai, Sumito Morita, Weiren Lin, Yasuhiro Yamada, Yoshinori Sanada, Kyaw Moe, Yu'suke Kubo, Fumio Inagaki
  • 雑誌名: Marine and Petroleum Geology 巻: 73 ページ: 445-461
  • DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2016.03.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-dimensional pore geometry and permeability anisotropy of Berea sandstone under hydrostatic pressure: connecting path and tortuosity data obtained by microfocus X-ray CT (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M., Kato M., Lin W., Sato M.
  • 雑誌名: Developments in Engineering Geology, Geological Society London, Engnieering Geology Special Publication 巻: 27 号: 1 ページ: 207-215
  • DOI: 10.1144/egsp27.18
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Case Study of Stress Measurement by the Core-based Anelastic Strain Recovery Method in a Scientific Drilling Borehole of Geological Survey of Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Lin, W., Kiguchi, T., Satoh, T., Nagano, Y., Kuwahara, Y.,
  • 雑誌名: Proceedings of the 7th International Symposium on In-situ Rock Stress 巻: 7 ページ: 405-414
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distribution of stress state in the Nankai subduction zone, southwest Japan and a comparison with Japan Trench (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Lin, T.B. Byrne, M. Kinoshita, L.C. McNeill, C. Chang, J.C. Lewis, Y. Yamamoto, D.M. Saffer, J.C. Moore, H-Y. Wu, T. Tsuji, Y. Yamada, M. Conin, S. Saito, T. Ito, H.J. Tobin, G. Kimura, K. Kanagawa, J. Ashi, M.B. Underwood, T. Kanamatsu
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 印刷中 ページ: 120-130
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2015.05.008
  • NAID: 120006305877
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In-situ stress analysis using the anelastic strain recovery (ASR) method at the first offshore gas production test site in the eastern Nankai Trough, Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagano, Y., Lin, W. and Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Marine and Petroleum Geology 巻: 66 ページ: 418-424
  • DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2015.02.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in Paleostress and its Magnitude Related to Seismic Cycles in the Chelung-pu Fault, Taiwan (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, Y., Tobe, K., Yeh, E-Y., Lin, W. and Song, S-R.
  • 雑誌名: Tectonics 巻: 34 号: 12 ページ: 2418-2428
  • DOI: 10.1002/2015tc004005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In Situ Stress measurements in a Drilling Hole Penetrated to The Tohoky-oki Earthquake Fault: Indication of Coseismic Stress Change (2015)
  • 著者名/発表者名: Lin W.
  • 雑誌名: Proceedings of The 13th International Congress of Rock Mechanics - Innovations in Applied and Theoretical Rock Mechanics - 巻: I
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Measurement Methods of Bulk Density and Porosity of Rock Samples (2015)
  • 著者名/発表者名: Lin W., O., Tadai, M. Takahashi, D. Sato, T. Hirose,W. Tanikawa, Y. Hamada, K. Hatakeda
  • 雑誌名: Journal of Geoscience and Environment Protection 巻: 3 号: 05 ページ: 72-79
  • DOI: 10.4236/gep.2015.35009
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Archeointensity study on baked clay samples taken from the reconstructed ancient kiln: implication for validity of the Tsunakawa-Shaw paleointensity method (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Y, Torii M, Natsuhara N
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 67 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0229-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 交流インピーダンス法を用いた比抵抗測定の精度および地質試料における有効性の検討実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 畠田 健太郎、林 為人、後藤 忠徳，廣瀬 丈洋、谷川 亘、濱田 洋平、多田井 修
  • 雑誌名: JAMSTEC-R 巻: 20 ページ: 41-50
  • NAID: 130005075190
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Thermal conductivities, thermal diffusivities, and volumetric heat capacities of core samples obtained from the Japan Trench Fast Drilling Project (JFAST) (2014)
  • 著者名/発表者名: Lin W., P.M. Fulton, R.N. Harris, O. Tadai, O. Matsubayashi, W. Tanikawa and M. Kinoshita
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 号: 1
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-48
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination of in-situ stress state in a Japan Trench Fast Drilling Project (JFAST) borehole one year after the Tohoku-Oki great earthquake (2014)
  • 著者名/発表者名: Lin W.
  • 雑誌名: International Journal of the JCRM 巻: 10 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.11187/ijjcrm.10.1
  • NAID: 130004682705
  • ISSN: 2186-4225
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 東北地方太平洋沖地震調査掘削（JFAST）の概要とこれまでの主な成果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 為人、斉藤 実篤、モリ ジェームズ、江口 暢久、Sean TOCZKO
  • 雑誌名: 応用地質 巻: 55 ページ: 241-250
  • NAID: 130005085925
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pressure dependence of fluid transport properties of shallow fault systems in the Nankai subduction zone (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa, W., Mukoyoshi, H., Lin, W., Hirose, T. and Tsutsumi, A.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-90
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-dimensional in situ stress determination by anelastic strain recovery and its application at the Wenchuan Earthquake Fault Scientific Drilling Hole-1(WFSD-1) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sun DS, Lin W., Cui J W, Wang HC, Chen QC, Ma YS, Wang LJ
  • 雑誌名: Science China: Earth Sciences 巻: 57 号: 6 ページ: 1212-1220
  • DOI: 10.1007/s11430-013-4739-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Experimental Anelastic Strain Recovery Compliance of Three Typical Rocks (2013)
  • 著者名/発表者名: Gao, L., W. Lin, D. Sun & H. Wang
  • 雑誌名: Rock Mechanics and Rock Engineering 巻: 2013 号: 6 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1007/s00603-013-0526-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low coseismic friction on the Tohoku-oki fault determined from temperature measurements (2013)
  • 著者名/発表者名: Fulton, P. M., Brodsky, E. E., Kano, Y., Mori, J., Chester, F., Ishikawa, T., Jarris, R. N., Lin, W., Eguchi, N., Toczko, S. and the Exp.343/343T and KR13-08 Scientists
  • 雑誌名: Science 巻: 342 号: 6163 ページ: 1214-1217
  • DOI: 10.1126/science.1243641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress states at the subduction input site, Nankai Subduction Zone, using anelastic strain recovery (ASR) date in the basement basalt and overlying sediments (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Lin, W., Oda, H., Byrne, T. and Yamamoto, Y
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 600 ページ: 91-98
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2013.01.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid transport properties in sediments and their role in large slip near the surface of the plate boundary fault in the Japan Trench (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa, W., Hirose, T., Mukoyoshi, H., Tadai, O. and Lin, W
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 382 ページ: 150-160
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.08.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ stress and pore pressure in the Kumano Forearc Basin, offshore SW (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Saffer, P. Flemings, D. Boutt, M.-L. Doan, T. Ito, L. McNeill, T. Byrne, M. Conin, W. Lin, Y. Kano, E. Araki, N. Eguchi, S. Toczko
  • 雑誌名: Geochem. Geophys. Geosyst. 巻: 14 号: 5 ページ: 1454-1470
  • DOI: 10.1002/ggge.20051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of three-dimensional in situ stresses by anelastic strain recovery in Wenchuan Earthquake Fault Scientific Drilling Project Hole-1 (WFSD-1) (2013)
  • 著者名/発表者名: Cui, W., W. Lin , Wang, L., Gao, L., Huang, Y., Wang, W., Sun, D., Li, Z., Zhou, J., Qian, H , Peng, H., Xia, K., Li, K
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 619-620 ページ: 123-132
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2013.09.013
  • 査読あり
• [学会発表] IODP Exp.370 掘削試料の古地磁気による定方位付け－室戸沖3次元応力測定を目指して－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉本達洋、山本裕二、山本由弦、林 為人、廣瀬丈洋、神谷奈々
  • 学会等名: 平成28 年度 高知大学 海洋コア総合研究センター 共同利用・共同研究成果発表会
  • 発表場所: 南国市
  • 年月日: 2017-02-27
• [学会発表] Experimental results of temperature response to stress change: An indication of the physics of earthquake rupture propagation (2016)
  • 著者名/発表者名: Lin, W., Yang X., Tadai O., Zeng X., Yeh E-C., Yu C., Hatakeda K., Xu H., Xu Z.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] 岩石の熱伝導率の圧力と温度依存性に関する事例研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 為人、多田井 修
  • 学会等名: 日本応用地質学会平成28年度研究発表会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] 地震発生に伴う震源断層近傍の応力変化―東北地震断層の海洋掘削による応力測定の例― (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤高敏、林為人
  • 学会等名: 第51回地盤工学研究発表会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Our approaches to understand why the shallow part of the Tohoku-oki earthquake fault coseismically slipped more than 50 m (2016)
  • 著者名/発表者名: Lin W., Hirose T., Tanikawa W., and Hamada Y.
  • 学会等名: SEG-AGU Workshop: Upper Crust Physics of Rocks
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spatial distribution of stress state in the NanTroSEIZE transect and a comparison with JFAST at frontal thrust (2016)
  • 著者名/発表者名: Lin W., Byrne T., Kinoshita M.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Tectonic stress of the upper-plate crust above the Tonankai (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, A., Inoue M., Komine Y., Lin W., Tadai O., Hatakeda K., Yamaguchi A.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2016
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] Tsunakawa-Shaw method - an absolute paleointensity technique using alternating field demagnetization (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuhji Yamamoto, Nobutatsu Mochizuki, Hidetoshi Shibuya, Hideo Tsunakawa
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2015
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 日本海溝アウターライズ掘削における物性と応力研究 ~JFAST 等の研究結果を例として~ (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 為人、廣瀬 丈洋、谷川 亘、濱田 洋平
  • 学会等名: 東京大学地震研究所共同利用研究集会「海溝の海側で生じる過程を探る：沈み込み帯へのインプット」
  • 発表場所: 東京大学地震研究所、東京都文京区
  • 年月日: 2015-11-11
• [学会発表] 水銀ポロシメータを用いた各種岩石試料の空隙構造測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 為人、高橋 学
  • 学会等名: 日本応用地質学会平成27年度研究発表会
  • 発表場所: 京都大学 宇治キャンパス、京都府宇治市
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] コア試料の非弾性ひずみ回復法による応力測定：GSJ新居浜掘削の例 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 為人、木口 努、佐藤隆司、長野優羽、畠田健太郎、多田井修、桑原保人
  • 学会等名: 日本地質学会第122 年学術大会
  • 発表場所: 信州大学長野キャンパス、長野県長野市
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Coseismic stress change in frontal prism during the 2011 Tohoku-oki earthquake examined from the Japan Trench Fast Drilling project (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Lin
  • 学会等名: 26th IUGG General Assembly
  • 発表場所: Prague congress centre, Prague,Czech
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] A preliminary result of anelastic strain recovery (ASR) measurements for determining in-situ stress state in C0020, IODP (2015)
  • 著者名/発表者名: Lin Weiren; Tanikawa Wataru; Yamamoto Yuhji; Morita Sumito; Yamada Yasuhiro; Fumio Inagaki
  • 学会等名: IODP Expedition 337 Deep coalbed biosphere off Shimokita 2nd Post Expedition meeting
  • 発表場所: National Sun Yat-Sen University, Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2015-04-13
  • 国際学会
• [学会発表] A Case Study of Three-dimensional Determination of Stress Orientation to Crystalline Rock Samples in Wenchuan Earthquake Fault Scientific Drilling Project Hole-2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Weiren Lin, Lianjie Wang, Junwen Cui, Dongsheng Sun,and Manabu Takahashi
  • 学会等名: 12th International Association for Engineering Geology Congress
  • 発表場所: Torino, Italy
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Distribution of stress state in Nankai subduction zone, southwest Japan determined during NanTroSEIZE stage 1 and 2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Weiren LIN, Timothy BYRNE, Masataka KINOSHITA et al
  • 学会等名: AOGS 11th Annual Meeting
  • 発表場所: Royton Sapporo Hotel, Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-08-01
• [学会発表] Stress state determined in the Japan Trench Fast Drilling Project (JFAST) borehole and its implication (2014)
  • 著者名/発表者名: Weiren LIN
  • 学会等名: The Third Conference on Earth System Science, China
  • 発表場所: 上海, 中国
  • 年月日: 2014-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Stress State in the Largest Displacement Area of the 2011 Tohoku-oki Earthquake (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 為人
  • 学会等名: 岩の力学連合会 平成２６年度 定時社員総会
  • 発表場所: 東京大学 武田ホール, 東京都文京区
  • 年月日: 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Constraining the magnitudes of maximum and minimum horizontal stresses from borehole breakouts: A comparison between different rock failure criteria (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Lin
  • 学会等名: European Rock Mechanics Symposium 2014
  • 発表場所: Vigo, Spain
  • 年月日: 2014-05-28
• [学会発表] 東北地方太平洋沖地震調査掘削（JFAST）における熱物性測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 為人、多田井 修、Fulton Patrick、Harris Robert、谷川 亘、木下 正高
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-04-29
• [学会発表] 東北地方太平洋沖地震調査掘削（JFAST）における応力測定
  • 著者名/発表者名: 林 為人, M. Conin, J.C. Moore, F. Chester, 中村恭之, J. Mori, L. Anderson, E. Brodsky, 江口暢久, Sean TOCZKO
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県
  • 招待講演
• [学会発表] Preliminary results of three-dimensional stress orientation determined by anelastic strain recovery (ASR) measurements of core samples retrieved from IODP Expedition 343
  • 著者名/発表者名: W. Lin, Y. Yamamoto, W. Tanikawa
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2013
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
• [学会発表] JFAST掘削のコア試料を用いた非弾性ひずみ回復による応力測定結果の速報
  • 著者名/発表者名: 林 為人，山本裕二，多田井修，谷川 亘 , 廣瀬丈洋
  • 学会等名: 日本地質学会第120年学術大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県
• [学会発表] Determination of horizontal stress orientations from borehole breakout analyses in an ocean drilling project
  • 著者名/発表者名: W. Lin, Y. Kido, Y. Sanada, S. Saito, J. Mori, F. Chester, N. Eguchi, S. Toczko, L. Maeda
  • 学会等名: The 11th International SEGJ Symposium
  • 発表場所: 新横浜プリンスホテル、神奈川県