| 研究課題/領域番号 |
16075207
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
吉岡 祥一 九州大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (20222391)
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| 研究分担者 |
亀山 真典 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (70344299)
中久喜 伴益 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10263667)
鈴木 厚 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教 (60284155)
中川 貴司 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教 (50396941)
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| キーワード | 滞留スラプ / 数値シミュレーション / 3 次元スラブ / 地球シミュレータ / マントル対流 |
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| 研究概要 |
「3次元スラブ沈み込みモデルの開発」では、これまで開発してきた3次元箱型モデルと球殻モデルにおいて、速度境界条件を与え、スラブの沈み込みを実現するコードを開発した。このモデルに基づき、3次元箱型モデルでは、プレート運動の方向と海溝軸が斜交している場合の深さ660Kmでのスラブの滞留シミュレーションを行った。その結果、スラブがほぼ垂直に落下し、滞留が起こりにくいことがわかった。また、3次元球殻モデルでは、2次元円環モデルを用いた予備的な数値シミュレーションにより、マントル内にスリットを導入することで、スラブの斜め沈み込みを実現し、660Kmに粘性ジャンプを導入することで、滞留スラブが形成されるごとを示した。さらに、CMBから発生した上昇プリュームが引き金となって、滞留スラブが下部マントルへと落下するような結果が得られた。また、3次元球殻モデルで、圧縮性を考慮したコードで、自発的なプレートの沈み込みを実現するため、粘性プレートに塑性的な破壊条件を与え、その違いがプレートの振舞いに及ぼす影響を調べた。
「2次元高度スラブ沈み込みモデルの構築」では、660km直下の下部マントルの粘性率がスラブの自発的な沈み込みの速度に与える影響を調べた。その結果、粘性ジャンプの存在にもかかわらず、スラブの沈み込み速度は10cm/yr程度と速い沈み込み速度が維持されることがわかった。また、マントル遷移層で海洋地殻がスラブ本体から剥離するかどうかの数値シミュレーションを行うため、CIP法を用いたコード開発を行い、予備的な数値シミュレーションを実施した。
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