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沈み込む堆積物における間隙流体圧の時空間変化の解明

公募研究

研究領域スロー地震学
研究課題/領域番号 17H05419
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
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

森重 学  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, ポストドクトラル研究員 (70746544)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード沈み込み帯 / スロー地震 / 水の移動 / 固体地球物理学 / 地震 / 地殻・マントル物質 / 流体
研究実績の概要

本研究の目的は、沈み込むスラブから放出された水がプレート境界付近に沿って上昇し、スロー地震発生領域にまで到達するというアイデアの物理的な妥当性を検討することである。手法として固体とその隙間に存在する液体の運動を同時に取り扱う固液2相流理論に基づく物理モデリングを用いた。
本年度は沈み込むスラブ直上に存在する低粘性層内部の水の移動を考え、岩石抵抗と動圧力(物質の変形に伴い生じる余分な圧力)勾配の効果の組み合わせによって、スラブから放出された水が低粘性層内部を素早く上昇しスロー地震発生領域にまで到達する可能性を示した。また水はその量が多い場所と少ない場所とを交互に作りながら移動することも明らかにした。これはスロー地震の繰り返し間隔に関連する可能性がある。沈み込み帯に対する温度モデリングで得られた結果に基づくと、今回新たに提唱したメカニズムによる水の移動は、東北地方のような冷たい沈み込み帯よりも、西南日本やカスカディアなど熱い沈み込み帯で見られる可能性が高い。更に3次元のモデリングを行い、スラブが海溝から離れるように折れ曲がる場所では、水の移動の駆動力の1つである低粘性層内部における動圧力勾配が小さくなることが分かった。これは西南日本やカスカディアで見られるスラブの形状と短期的スロースリップによるすべり量との対応関係を理解する際に重要な情報となる。
これらの内容に関する発表を日本地球惑星科学連合大会、アメリカ地球物理学連合秋季大会などで行い、投稿論文を現在執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] カーネギー研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 数値モデルと観測との比較に基づく沈み込み帯ダイナミクスの解明2018

    • 著者名/発表者名
      森重学
    • 雑誌名

      地震 第2輯

      巻: 71 号: 0 ページ: 1-11

    • DOI

      10.4294/zisin.2017-10

    • NAID

      130007411512

    • ISSN
      0037-1114, 1883-9029, 2186-599X
    • 年月日
      2018-05-10
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluid migration in a subducting viscoelastic slab2018

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M., and P.E. van Keken
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 19 号: 2 ページ: 337-355

    • DOI

      10.1002/2017gc007236

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Mechanism of fluid flow near the plate interface: the importance of a thin, low-viscosity layer2018

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M.
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Importance of a thin, low viscosity layer on top of the slab for rock deformation and fluid migration in subduction zones2018

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学 連合2018 年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fluid migration in poro-viscoelastic slab2017

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M., & van Keken, P. E.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Fluid behavior in viscoelastic slab2017

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M.
    • 学会等名
      Joint Workshop on Slow Earthquakes 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スラブ起源流体の多様な振る舞い2017

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M., & van Keken, P. E.
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 数値モデルと観測との比較に基づく沈み込み帯ダイナミクスの研究2017

    • 著者名/発表者名
      森重 学
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Temporal and spatial variation in porosity and compaction pressure for the viscoelastic slab2017

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M., & van Keken, P. E.
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 森重 学 (Manabu Morishige)

    • URL

      https://sites.google.com/site/manabumorishige/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-28  

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