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海底電磁気観測による沈み込み帯全域の流体分布の解明

公募研究

研究領域地殻流体: その実態と沈み込み変動への役割
研究課題/領域番号 22109510
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
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

市原 寛  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 技術研究副主任 (90553074)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード沈み込み帯 / 地殻流体 / 2011年東北沖地震 / 比抵抗構造 / マグネトテルリック / 海底電磁気 / 東北日本弧 / 津波電磁気 / 電気伝導度構造 / 海溝型地震 / 日本海溝
研究概要

沈み込み帯において流体の存在は物質移動や地震・火山活動等に本質的な役割を果すと考えられている。マグネトテリック法(以下MT法)等の電磁気学的観測手法から得られる比抵抗構造は流体の分布に敏感な物理量であり、近年注目を集めている。本研究では、沈み込み帯における流体分布の全貌について制約を与える事を目的として、観測の空白域にあたる三陸沖において海底電磁気観測を実施した。観測には自由落下自己浮上式海底電磁場観測装置(OBEM)を用い、合計9地点において観測点を展開した。このうち7点において良好な電磁場データを得る事に成功し、特に2011年東北沖地震の破壊域を通る測線においては既存データと合わせて6点で電磁場データが得られた。次に、平成22年度に開発した解析手法を用い、2011年東北沖震源域における比抵抗構造の解明を進めた。その結果、プレート境界付近の比抵抗は震源の中心部で高く(>300 ohm-m)、反対にその東西の海溝部付近と海陸境界付近では抵抗が低い事が明らかとなった。このことは、断層破壊が流体の少ない領域で進行したことを示している可能性があり、今後の検討が重要となる。また、海陸境界付近の低比抵抗体は、沈み込みに伴う脱水反応を示している可能性が高い。この点については、他の地球物理、地球化学データと比較しながら議論を進める必要がある。副次的な成果として、2011年東北沖地震時に設置していたOBEMによって津波によって励起された磁場変動が観測された。磁場変動からは水位変化と同時に津波の到来方向推定が可能であり、これによって、津波の被害を拡大したと考えられる短周期の津波の波源位置が解明された。このことは、海底電磁場観測が津波の到来方向も検出可能な新たな津波計として活用可能である事も示している。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 地殻・上部マントルの電気比抵抗構造:観測の原理・精度と物性データの現状2011

    • 著者名/発表者名
      市原寛・市來雅啓
    • 雑誌名

      岩石鉱物科学

      巻: 40 ページ: 73-90

    • NAID

      10029454754

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fault-zone conductor beneath a compressional inversion zone, northeastern Honshu, Japan2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ichihara
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 38

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本海東縁ひずみ集中帯(庄内新庄地域)の比抵抗イメージング2010

    • 著者名/発表者名
      市原寛
    • 雑誌名

      月刊地球

      巻: 37 ページ: 417-424

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 2-D electrical resistivity structure around the seismo-genic zone of the 2011 Tohoku earthquake (M9.0)2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ichihara
    • 学会等名
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
    • 発表場所
      三朝町文化ホール(鳥取県三朝町)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electrical resistivity structure around the seismogenic zone of the 2011 Tohoku earthquake (M9.0)2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ichihara
    • 学会等名
      International conference on a new perspective of great earthquakes along subduction zone
    • 発表場所
      高知文化プラザかるぽーと(高知県高知市)
    • 年月日
      2012-02-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 2011年東北地方太平洋沖地震(M9.0)震源域における海底電磁気観測2011

    • 著者名/発表者名
      市原寛
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第130回総会及び講演会
    • 発表場所
      神戸大学六甲キャンパス
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 海底電磁気データによる2011年東北地方太平洋沖地震の津波波源の推定2011

    • 著者名/発表者名
      市原寛
    • 学会等名
      日本地震学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      静岡県コンベンションアーツセンター・グランシップ(静岡県静岡市)
    • 年月日
      2011-10-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 日本海溝周辺におけるOBEM観測(序報)2011

    • 著者名/発表者名
      市原寛
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 東北日本弧全域の地殻流体イメージングを目指した日本海溝周辺におけるOBEM観測2011

    • 著者名/発表者名
      市原寛
    • 学会等名
      地震・火山噴火予知のための地球電磁気学の新展開3次元構造探査とモニタリング
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス
    • 年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 異常位相データの三次元インバージョン2010

    • 著者名/発表者名
      市原寛
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第128回総会及び講演会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Three dimensional conductor models explaining out of quadrant magnetotelluric phases2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ichihara
    • 学会等名
      IAGA WG 1.2 on Electromagnetic Induction in the Earth 20th Workshop Abstract
    • 発表場所
      エジプト、ギザ、Cataract Pyramids Resort
    • 年月日
      2010-09-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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