巨大地震断層の物質科学的研究によるすべりメカニズムの解明

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: 21107005
• 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: 木村 学 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80153188)
• 研究分担者: 小暮 敏博 東京大学, 大学院理学系研究科, 准教授 (50282728) ; 石川 剛志 独立行政法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, グループリーダー (30270979) ; 藤本 光一郎 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (80181395) ; 廣野 哲朗 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (70371713) ; 氏家 恒太郎 筑波大学, 大学院生命環境科学研究科, 准教授 (40359188) ; 山本 由弦 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, 研究員 (10435753)
• 連携研究者: 田上 高広 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (80202159) ; 東 垣 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球深部探査センター, センター長 (90183847)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 固体地球物理学 / 地震 / 大深度地下 / 地球変動予測 / 地質学 / 南海トラフ / 付加体 / 断層

研究概要

海溝型巨大地震・津波を発生させる沈み込み帯プレート境界断層の分析を南海トラフ、日本海溝において実施した。また、地震発生域の断層については、陸上に露出する過去のプレート境界岩の構造組織、鉱物、化学分析を実施した。その結果、断層を構成する構造組織、鉱物化学組成は多様ではあり、その多様性に依存して地震・津波発生性のプレート境界断層であるかどうかが決まる可能性が大きい事が明らかとなった。またプレート境界に存在する水は断層のすべりメカニズムを決めていることも分析の結果明らかとなった。

研究成果

• [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., Kawabata, K., Hamada, Y., Yamaguchi, A. and Kimura, G
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66
  • URL: http://www.earth-planets-space.com/content/66/1/28
  • 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] Structure of mixed-layer corrensitechlorite revealed by high-resolution transmission electron microcopy (HRTEM) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kogure, T., Drits, V. A. and Inoue, S
  • 雑誌名: Am. Mineral 巻: 98 ページ: 1253-1260
  • DOI: 10.2138/am.2013.4314
  • 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 ページ: 1214-1217
  • DOI: 10.1126/science.1243641
  • 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: Hirono, T., Tanikawa, W., Honda, G., Kameda, J., Fukuda, J. and Ishikawa, T
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 巻: 40 ページ: 2988-2992
  • DOI: 10.1002/grl.50609
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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., Kameda, J., Brodsky, E. E., Chester, F. M, Eguchi, N., Toczko, S. and Exp.343 and 343T Scientists
  • 雑誌名: Science 巻: 342 ページ: 1211-1214
  • DOI: 10.1126/science.1243485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraining the timing of brittle deformation and faulting in the Toki granite, central Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, S., Zwingmann, H., Yamada, K. Tagami, T. and Umeda, K
  • 雑誌名: Chem. Geol 巻: 351 ページ: 168-174
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2013.05.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Enhanced Matrix Diffusion in Geological Environment (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Fujimoto, K., Nakata, M. and Shikazono, N
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 0149011-0149014
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.014901
  • 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] 断層掘削研究によって明らかになった地震時の断層滑り挙動とその物理化学的側面 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣野哲朗, 小村賢太朗, 藤本光一郎, 伊藤久男, ジェームズ モリ ジロウ, 佐藤比呂志
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 122 ページ: 323-342
  • DOI: 10.5026/jgeography.122.323
  • 査読あり
• [雑誌論文] IODP Expedition 334 : An investigation of the sedimentary record, fluid flow and state of stress on top of the seismogenic zone of an erosive subduction margin (2013)
  • 著者名/発表者名: Vannucchi, P., Ujiie, K., Stroncik, N. and IODP Exp.334 Scientific Party
  • 雑誌名: Scientific Drilling 巻: 15 ページ: 23-30
  • DOI: 10.2204/iodp.sd.15.03.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress states at the subduction input site, Nankai Subduction Zone, using anelastic strain recovery (ASR) data in the basement basalt and overlying sediments (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Lin, W., Oda, H., Byrne, T., 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] Runaway slip to the trench due to rupture of highly pressurized megathrust beneath the middle trench slope : The tsunamigenesis of the 2011 Tohoku earthquake off the east coast of northern Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura, G., Hina, S., Hamada, Y., Kameda, J., Tsuji, T., Kinoshita, M. and Yamaguchi, A
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett ページ: 339-340, 32-45
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2012.04.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron backscatter diffraction (EBSD) analyses of phyllosilicates in petrographic thin sections (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S. and Kogure, T
  • 雑誌名: Am. Mineral 巻: 97 ページ: 755-758
  • DOI: 10.2138/am.2012.4061
  • 査読あり
• [雑誌論文] 断層岩の微量元素組成・同位体組成からみた地震時の流体岩石相互作用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川剛志, 廣野哲朗
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 46 ページ: 217-230
  • URL: http://www.geochem.jp/journal_j/contents/046.html
  • 査読あり
• [学会発表] Thermochronological investigation of seismogenic fault zones : an overview and examples from Japanese Islands (2013)
  • 著者名/発表者名: Tagami, T
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco(アメリカ)
  • 年月日: 2013-12-12
• [学会発表] Evolving seismogenic plate boundary megathrust and mega-splay faults in subduction zone (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, G., Hamahashi, M., Fukuchi, R., Yamaguchi, A, Kameda, J., Kitamura, Y., Hashimoto, Y., Hamada, Y., Saito, S. and Kawasaki, R
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco(アメリカ)
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] 鉱物におけるメカノケミカル効果が地震時の断層滑り挙動に与える影響について (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣野哲朗, 谷川 亘, 亀田 純, 福田淳一, 石川剛志
  • 学会等名: 日本地震学会2013年度秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県民ホール(神奈川県)
  • 年月日: 2013-10-09
• [学会発表] 日本海溝緊急掘削(JFAST)で明らかになった震源域プレート境界断層の特徴と高速摩擦特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 氏家恒太郎
  • 学会等名: 日本地震学会2013年度秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県民ホール(神奈川県)
  • 年月日: 2013-10-08
• [学会発表] 粘土鉱物のメカノケミカルな挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤本光一郎, 福地里菜
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年年会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城県)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Real Structures of Clay Minerals Revealed by HRTEM (2013)
  • 著者名/発表者名: Kogure, T
  • 学会等名: 2nd International Conference-CMLM2013
  • 発表場所: St. Peterburg(ロシア)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 微量元素・同位体分析が明らかにする地震断層のすべりメカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川剛志
  • 学会等名: プラズマ分光分析研究会第88回講演会
  • 発表場所: 徳島大学工業会館(徳島県)
  • 年月日: 2013-06-14
• [学会発表] コスタリカ沈み込み帯における応力場と歪みの時空間変化 : IODP Exp. 334,Exp. 344 速報 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本由弦, 林 為人, 臼井洋一, 斎藤実篤, 橋本善孝, 坂口有人, 氏家恒太郎, V. Paola, H. Robert
  • 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)
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] 巨大地震の物理化学岩石流体相互作用と破壊伝播-露出した化石地震発生プレート境界断層から学ぶ- (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村 学, 斎藤実篤, 山口飛鳥, 亀田 純, 浜橋真理, 福地里菜, 栄田美緒, 濱田洋平, 橋本善孝, 藤本光一郎, 比名祥子, 北村有迅
  • 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)
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] 粘土の原子配列を電顕で見る (2013)
  • 著者名/発表者名: 小暮敏博
  • 学会等名: 第11回高分子ナノテクノロジー研究会講座
  • 発表場所: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京都)
  • 年月日: 2013-02-01
• [学会発表] Experimental and microstructural constraints on thermal pressurization and fluidization in fault gouge (2012)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, K., Nakakoji, T. and Tsutsumi, A
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society
  • 発表場所: Resorts World Convention Center(シンガポール)
  • 年月日: 2012-08-16
• [学会発表] Spatial and time variations in stress state in the Costa Rica subduction margin (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Lin, W., Usui, Y., Kanamatsu, T., Saito, S., Zhao, X., Hashimoto, Y., Stipp, M., Ujiie K., Vannucchi, P., Expedition 334 Scientists
  • 学会等名: IODP Expedition 334, International Geological Congress
  • 発表場所: Brisbane(オーストラリア)
  • 年月日: 2012-08-06
• [学会発表] プレート境界断層の高間隙水圧による海溝域までの破壊の暴走-2011 東北沖地震による津波発生のメカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村 学, 比名祥子, 濱田洋平, 亀田 純, 辻 健, 木下正高, 山口飛鳥
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] 加熱と粉砕による粘土鉱物の非晶質化と断層すべり (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤本光一郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] 熱年代学を用いた断層帯の活動史と熱過程研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田上高広
  • 学会等名: 日本地質学会第116年学術大会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山県)
  • 年月日: 2009-09-06
• [図書] Handbook of Clay Science (2nd Ed). Part B: Techniques and Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Kogure, T
  • 総ページ数: 813
  • 出版者: Elsevier
• [図書] 付加体と巨大地震発生帯 南海地震の解明に向けて (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村 学, 木下正高
  • 総ページ数: 296
  • 出版者: 東京大学出版会
• [備考] ホームページ:超深度海溝掘削
  • URL: http://www-solid.eps.s.u-tokyo.ac.jp/nantro~/