巨大地震断層の三次元高精度構造と物性の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 超深度掘削が拓く海溝型巨大地震の新しい描像
• 研究課題/領域番号: 21107002
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 朴 進午 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70359199)
• 研究分担者: 森田 澄人 独立行政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 (20358188) ; 山田 泰広 京都大学, 工学系研究科研究院, 准教授 (20362444) ; 斎藤 実篤 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋掘削科学研究開発センター, グループリーダー (40292859) ; 橋本 善孝 高知大学, 自然科学系, 准教授 (40346698) ; 中村 恭之 独立行政法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, グループリーダー代理 (60345056)
• 連携研究者: 真田 佳典 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球深部探査センター, 技術研究主任 (70362449)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: ３次元反射法地震探査 / 南海トラフ地震発生帯掘削 / 巨大分岐断層 / 構造解釈 / 岩石物性

研究概要

海溝型巨大地震と津波を引き起こす巨大地震断層の実態を明らかにするため、南海トラフや日本海溝において３次元反射法地震探査データを用いた高精度地殻構造イメージングとIODP掘削データ（コア試料と検層データ）の取得を行った。その結果、南海トラフに発達する巨大分岐断層の３次元詳細構造、P波速度構造、活動性、流体供給源が明らかになり、地震発生帯浅部の高間隙流体圧が地震破壊伝播に重要な影響を及ぼすことが判明した。また、2011年東北地方太平洋沖地震時の大津波を引き起こした浅部プレート境界断層の高分解能構造と物性（自然ガンマ線、比抵抗、掘削パラメータなど）が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Characteristics of a tsunamigenic megasplay fault in the Nankai Trough (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., Masui, R., Tsuji, T
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 ページ: 4594-4598
  • DOI: 10.1002/grl.50888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aftershocks near the updip end of the 2011 Tohoku-Oki earthquake (2013)
  • 著者名/発表者名: Obana K., Kodaira, S., Shinohara, M., Hino, R., Uehira, K., H. Shiobara, H., Nakahigashi, K., Yamada, T., Sugioka, H., Ito, A., Nakamura, Y., Miura, S., No, T., Takahashi, N
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 382 ページ: 111-116
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.09.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depositional architecture, provenance, and tectonic / eustatic modulation of Miocene submarine fans in the Shikoku Basin : Results from Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: Pickering, K.T., Underwood, M., Saito, S., Naruse, H., Kutterolf, S., Scudder, R., Park, J.-O., Moore, G.F., Slagle, A.L
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 14 ページ: 1722-1739
  • DOI: 10.1002/ggge.20107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Difference in acoustic properties at seismogenic fault along a subduction interface: Application to estimation of effective pressure and fluid pressure ratio (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, Y., Doi, N., Tsuji, T
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 600 ページ: 134-141
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2013.03.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Widely distributed thrust and strike-slip faults within subducting oceanic crust in the Nankai Trough off the Kii Peninsula, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, T., Kodaria, S., Ashi, J., Park, J.-O
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 600 ページ: 52-62
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2013.03.0142
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution seismic imaging in the Japan Trench axis area off Miyagi, northeastern Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y., Kodaira, S., Miura, S., Regalla, C., Takahashi, N
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 ページ: 1713-1718
  • DOI: 10.1002/grl.50364
  • 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 ページ: 687-690
  • DOI: 10.1126/science.1229379
  • 査読あり
• [雑誌論文] A large amount of fluid migration around shallow seismogenic depth preserved in tectonic melange, the Cretaceous Shimanto Belt, Kochi, Southwest Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, Y., Eida, M., Kirikawa,T., Iida, R., Takagi, M., Furuya, N., Nikaizo, A, Kikuchi, T., Yoshimitsu, T
  • 雑誌名: Island arc 巻: 21 ページ: 53-56
  • DOI: 10.1111/j.1440-1738.2011.00806.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coseismic fault rupture at the trench axis during the 2011 Tohoku-oki earthquake (2012)
  • 著者名/発表者名: Kodaira, S., No, T., Nakamura, Y., Fujiwara, T., Kaiho, Y., Miura, S., Takahashi, N., Kaneda, Y., Taira, A
  • 雑誌名: Nature Geoscience 巻: 5
  • DOI: 10.1038/ngeo1547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible ground instability factor implied by slumping and dewatering structures in high-methane-flux continental slope, Submarine Mass Movements and Their Consequences (2012)
  • 著者名/発表者名: Morita, S., Nakajima, T., Hanamura, Y
  • 雑誌名: Advances in Natural and Technological Hazard Research 巻: 31 ページ: 311-320
  • DOI: 10.1007/978-94-007-2162-3_28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seismic reflection and bathymetric evidences for the Nankai earthquake rupture across a stable segment-boundary (2012)
  • 著者名/発表者名: Park, J.-O., Kodaira, S
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 64 ページ: 299-303
  • DOI: 10.5047/eps.2011.10.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slope failures in analogue model experiments of accretionary wedges, Submarine Mass Movements and Their Consequences (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., Oshima, Y., Matsuoka, T
  • 雑誌名: Advances in Natural and Technological Hazards Research Series 巻: 1 ページ: 343-354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Principal horizontal stress orientations prior to the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki, Japan, earthquake in its source area (2011)
  • 著者名/発表者名: Lin, W., Saito, S., Sanada, Y., Yamamoto, Y., Hashimoto, Y., Kanamatsu, T
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 38 ページ: L00G10
  • DOI: 10.1029/2011GL049097
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ stress state from walkaround VSP anisotropy in the Kumano basin southeast of the Kii Peninsula, Japan, Geochemistry (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, T., Hino, R., Sanada, Y., Yamamoto, K., Park, J.-O., No, T., Araki, E., Bangs, N., von Huene, R., Moore, G.F., Kinoshita, M
  • 雑誌名: Geophysics, Geosystems 巻: 12 ページ: Q0AD19
  • DOI: 10.1029/2011GC003583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive methane release triggered by seafloor erosion offshore southwestern Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Bangs N.L., Hornbach, M.J., Moore, G.F., Park, J.-O
  • 雑誌名: Geology 巻: 38 ページ: 1019-1022
  • DOI: 10.1130/G31491.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Velocity-porosity relationships for slope apron and accreted sediments in the Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment (NantroSEIZE), Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Expedition 315 Site C0001 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto. Y., Tobin, H.J., Knuth, M
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 11 ページ: Q0AD05
  • DOI: 10.1029/2010GC003217
  • 査読あり
• [雑誌論文] A low-velocity zone with weak reflectivity along the Nankai subduction zone (2010)
  • 著者名/発表者名: Park, J.-O., Fujie, G., Wijerathne, L., Hori, T., Kodaira, S., Fukao, Y., Moore, G.F., Bangs, N.L., Kuramoto, S., Taira, A
  • 雑誌名: Geology 巻: 38 ページ: 283-286
  • DOI: 10.1130/G30205.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submarine landslides at subduction margins: insight from physical models (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., Yamashita, Y., Yamamoto, Y
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 484 ページ: 156-167
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2009.09.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seismotectonic implications of the Kyushu-Palau ridge subducting beneath the westernmost Nankai forearc (2009)
  • 著者名/発表者名: Park, J.-O., Hori, T., Kaneda, Y
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 61 ページ: 1013-1018
  • URL: http://www.terrapub.co.jp/journals/EPS/pdf/2009/6108/61081013.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin and evolution of a splay fault in the Nankai accretionary wedge (2009)
  • 著者名/発表者名: Strasser, M., Moore. G.F., Kimura, G., Kitamura, Y., Kopf. A., Lallemant, S., Park, J.-O., Screaton J.E., Su, X., Underwood, B.M., Zhao, X
  • 雑誌名: Nature Geoscience 巻: 2 ページ: 648-652
  • DOI: 10.1038/NGE0609
  • 査読あり
• [学会発表] Shear veins under high pore pressure condition along subduction interface: Yokonami Melange, Cretaceous Shimanto Belt, Shikoku, Southwest Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, Y., Eida, M
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-12-13
• [学会発表] Expedition 343 scientists, Results from a new seismic survey around the JFAST drill site (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y., Kodaira, S., Yamamoto, Y., Fujie, G., Obana, K., Miura, S., Takahashi, N., Cook, B., Conin, M., Chester, F., Mori, J., Eguchi, N., Toczko, S
  • 学会等名: AGU Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] Research activities on submarine landslides in gentle continental slope (2013)
  • 著者名/発表者名: Morita, S., Goto, S., Miyata, Y., Nakamura, Y., Kitahara, Y., Yamada, Y
  • 学会等名: Eos Trans, AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-12-09
• [学会発表] IODP Expedition 344 Scientists, Preliminary results on horizontal stress orientation and stress magnitude, off Osa Peninsura, Costa Rica (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito, S., Malinverno, A., Lin, W., Yamamoto, Y., Wu, H,Y., Harris, R., Sakaguchi, A., Ujiie, K., Vannucci, P., Petronotis, K
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-12-09
• [学会発表] The Nankai tsunamigenic decollement moisturized by Miocene fan turbidites (2013)
  • 著者名/発表者名: Park, J.-O., Naruse, H
  • 学会等名: The 2nd Japan-Korea Marine Geosciences Symposium on Global Open Ocean Studies
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所, 千葉
  • 年月日: 2013-11-13
• [学会発表] Stress fluctuations around faults identified in borehole breakouts and their implications to hydrocarbon exploration/production (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., Shibanuma, J., Matsuoka, T
  • 学会等名: The 6th International Symposium on In-situ Rock Stress (RS2013)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2013-08-20
• [学会発表] Seismic inversion for incoming sedimentary sequence in the Nankai Trough margin off Kumano Basin, southwest Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Park, J.-O., Naito, K
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-04
• [学会発表] Differences in Vp and Vs at a seismogenic subduction interface: application to fluid pressure estimation by AVO analysis with Nankai seismic profile (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, Y., Doi, N., Tsuji, T
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Slope failures in accretionary wedges in physical experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., Oshima, Y., Matsuoka, T
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Seismic Reflection Images of the 1946 Nankai Megasplay Fault off Kii Peninsula, southwest Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Park, J.-O
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] P and S wave velocity measurements on sediments from the hanging-wall of megasplay fault (2010)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, Y., Tobin, H. J., Knuth, M. W
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-12-13
• [学会発表] Periodic development of slope failures due to thrust displacement in physical models: application to submarine landslides (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., Yamashita, Y., Yamamoto, Y
  • 学会等名: EGU General Assembly 2010
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2010-05-02
• [学会発表] Petrophysical characterization of subduction input sediments off Kii Peninsula: Results from IODP NanTroSEIZE Stage 2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Saito, S., Underwood, M., Kubo, Y., Sanada, Y., Araki, E., Byrne, T.B., McNeill, L.C., Saffer, D.M., Eguchi, N.O., Toczko, Sean, Moe, K
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-12-15
• [図書] 最新・高知の地質-大地が動く物語 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本善孝
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: (株)南の風社
• [図書] Submarine Mass Movements and Their Consequences (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y., Kawamura, K., Ikehara, K., Ogawa, Y., Urgeles, R., Mosher, D., Chaytor, J., Strasser, M. (Eds.)
  • 総ページ数: 756
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: http://www-solid.eps.s.u-tokyo.ac.jp/nantro~/