異なる時空間スケールにおける日本列島の変形場の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 地殻ダイナミクス ー東北沖地震後の内陸変動の統一的理解ー
• 研究課題/領域番号: 26109003
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鷺谷 威 名古屋大学, 減災連携研究センター, 教授 (50362299)
• 研究分担者: 深畑 幸俊 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10313206) ; 三浦 哲 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70181849) ; 大坪 誠 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター活断層・火山研究部門, 主任研究員 (70443174) ; 田上 高広 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80202159) ; 平松 良浩 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (80283092) ; 高田 陽一郎 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80466458)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: 歪み集中帯 / 地殻歪み速度 / 隆起運動の熱史解析 / GNSS観測 / 島弧地殻変形 / コーダQ

研究実績の概要

(1) 糸魚川ー静岡構造線、鬼首地域、新潟や山陰の歪み集中帯でGNSSによる稠密測地観測を継続しデータを蓄積した。また、東北地方太平洋沖地震の前後の地殻ひずみ速度分布の比較から、日本海東縁の歪み集中帯に沿って常に局所的な短縮が生じていることを見出した。この歪み速度の大きさは地質学的な短縮速度と整合的で、現世の地殻変動から非弾性的な歪みの抽出に成功したと言える。
(2) 新潟および秋田の活褶曲地域において歪み速度の定量的な検討を行った。地形発達の度合いの空間分布から、短縮変形場の海側から陸側への水平移動を見出した。短縮変形場の移動が認められる地域では、長期的と短期的なひずみ（速度）の不一致が発生する可能性を数値計算で示した。
(3) 昨年度採取した新潟～山形～福島（南測線）の試料について，ジルコン(U-Th)/He年代（ZHe年代）を測定したところ、50~10Maの多様な値を示し，約10Ma以前の熱史の複雑さが示唆された．また，青森～秋田～岩手（北測線）で試料採取を行ってAHe年代測定を実施し，南測線と同様な傾向を確認した．一方，背弧側のAHe年代は，南測線と北測線で異なり，南北での隆起時期の違いを反映している可能性がある．
(4)歪集中帯北東部での地殻内で発生した地震について、5つの周波数帯についてコーダQの空間分布を推定した。中周波数帯のコーダQと差歪速度には負の相関が見られ、低周波数帯の コーダQ は下部地殻のS波速度構造と、中周波数帯では上部地殻のS波速度構造と相関が見られた。この結果は歪み集中帯内の変形様式の違いに対応すると考えられる。
(5) 海洋プレートの沈み込みに伴う島弧地殻の大地形の形成過程について理論的な考察を行った。
(6) 2016年1月に研究集会「日本列島の地殻歪みとその諸問題」を開催し、島弧地殻変形の諸問題について集中的な議論を行った。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究の成果および研究集会での議論を通して、測地学的な歪み速度が地質学的な歪み速度より１桁大きいという問題について、一定の解決を見るとともに、測地観測データから、地質学的な観測データと整合的な定常変形成分の抽出に成功した。これにより、日本列島の変形場の最大の問題は解決し、今後はより精密な議論の段階に進むことになる。

今後の研究の推進方策

各研究分担者がそれぞれのデータ取得、分析を進めるとともに、それらの結果を総合し、異なる時空間スケールにおける日本列島の変形場の統一的な理解を得るため、研究分担者および連携研究者間の議論をより密に行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Deformation of island-arc lithosphere due to steady plate subduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukitoshi Fukahata and Mitsuhiro Matsu'ura
  • 雑誌名: Geophysical Journal International 巻: 204 ページ: 825-840
  • DOI: 10.1093/gji/ggv482
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Landward migration of active folding based on topographic development of folds along the eastern margin of the Japan Sea, northeast Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Makoto Otsubo and Ayumu Miyakawa
  • 雑誌名: Quaternary International 巻: 397 ページ: 563-572
  • DOI: 10.1016/j.quaint.2015.11.019
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Paradoxical Vertical Crustal Movement Along the Pacific Coast of Northeast Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sagiya
  • 雑誌名: International Association of Geodesy Symposia 巻: - ページ: 1-6
  • DOI: 10.1007/1345_2015_189
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Gas pathways and remotely triggered earthquakes beneath Mount Fuji, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, K., Sumino, H., Uyeshima, M., Yamaya, Y., Hase, H., Takahashi, H. A., Takahashi, M., Kazahaya, K., Ohno, M., Rung-Arunwan, T., and Ogawa, Y.
  • 雑誌名: Geology 巻: 44 ページ: 127-130
  • DOI: 10.1130/g37313.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multiparametric observation of volcanic lightning: Sakurajima volcano, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Cimarelli, C., Alatorre-Ibargüengoitia, M. A., Aizawa, K., Yooko, A., Díaz-Marina, A., Iguchi, M., and Dingwell, D. B.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1002/2015gl067445
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fossil tubeworms link coastal uplift of the northern Noto Peninsula to rupture of the Wajima-oki fault in AD 1729 (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamada, M., Hiramatsu, Y., Oda, M., and Yamaguchi, H.
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 670 ページ: 38-47
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2015.12.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] On volume-source representations based on the representation theorem (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichihara, M., Kusakabe, T., Kame, N., and Kumagai, H.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 68 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1186/s40623-016-0387-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New approach to resolve the amount of Quaternary uplift and associated denudation of the mountain ranges in the Japanese Islands (2016)
  • 著者名/発表者名: Sueoka, S., Tsutsumi, H., and Tagami, T.
  • 雑誌名: Geoscience Frontiers 巻: 7 ページ: 197-210
  • DOI: 10.1016/j.gsf.2015.06.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Zircon growth in a granitic pluton with specific mechanisms, crystallization temperatures and U-Pb ages: Implication to the ‘spatiotemporal’ formation process of the Toki granite, central Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuguchi, T., Iwano, H., Kato, T., Sakata, S., Hattori, K., Hirata, T., Sueoka, S., Danhara, T., Ishibashi, M., Sasao, E., and Nishiyama, T
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 111 ページ: 9-34
  • DOI: 10.2465/jmps.151007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 表現定理とグリーン関数（2）―体積震源のモーメントテンソル表現─ (2016)
  • 著者名/発表者名: 日下部哲也, 亀伸樹, 市原美恵, 熊谷博之
  • 雑誌名: 地震2 巻: 68 ページ: 169-176
  • DOI: 10.4294/zisin.68.169
  • 査読あり
• [雑誌論文] 複数の熱年代学的手法に基づいた江若花崗岩敦賀岩体の冷却・削剥史 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末岡茂, 梅田浩司, 安江健一, 丹羽正和, 島田耕史, 石丸恒存, 檀原徹, 岩野英樹, 八木公史
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [学会発表] Crustal deformation around the Kamishiro fault and its relation to the 2014 Northern Nagano Earthquake (Mw6.3) (2015)
  • 著者名/発表者名: Sagiya, T., N. Teratani, K. Matsuhiro, S. Horikawa, T. Okuda, N. Matta, T. Nishimura, H. Yarai, and H. Suito
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Convention Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] 2014年長野県北部地震の震源断層モデル (2015)
  • 著者名/発表者名: 鷺谷威・Angela Meneses・下山友実・松廣健二郎・奥田隆
  • 学会等名: 日本測地学会第114回講演会
  • 発表場所: 福岡市九州大学西新プラザ
  • 年月日: 2015-10-16
• [学会発表] Crustal deformation around the Kamishiro fault and its implications for the 2014 Northern Nagano Earthquake (2015)
  • 著者名/発表者名: Sagiya, T., N. Teratani, K. Matsuhiro, S. Horikawa, T. Okuda, N. Matta, T. Nishimura, H. Yarai, and H. Suito
  • 学会等名: IUGG2015 Assembly
  • 発表場所: プラハ国際会議場
  • 年月日: 2015-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] 神城断層周辺の地殻変動と2014年長野県北部地震に対する意義 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鷺谷威・寺谷尚子・松廣健二郎・堀川信一郎・奥田隆・松多信尚・西村卓也・矢来博司・水藤尚
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2015-05-28
• [備考] 研究集会「日本列島の地殻歪みとその諸問題」
  • URL: http://www.seis.nagoya-u.ac.jp/sagiya/Sagiyas_Page/hizumi.html
• [学会・シンポジウム開催] The 2nd Japan-Taiwan Workshop on Crustal Dynamics (2015)
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-04-23 – 2015-04-24