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2016 年度 実施状況報告書

流体の3次元的移動の観点に基づくスロー地震の仕組みの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17792
研究機関京都大学

研究代表者

森重 学  京都大学, 理学研究科, 研究員 (70746544)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードスロースリップ / 流体移動 / 沈み込み帯 / 蛇紋岩 / 浸透率の異方性
研究実績の概要

2次元の計算領域で、本研究で必要となる数値モデルを確立した。このモデルではまず、沈み込み帯周辺の岩石の流れ場と温度場を計算し、そこから流体の放出場所を推定する。次にスラブ直上の蛇紋岩内に浸透率(流体の通りやすさ)の異方性があるとしてスラブから放出された後の流体がどのように移動するのかを調べる。浸透率の異方性の大きさを変えながら計算を行った結果、その大きさが50倍あれば流体がスロー地震発生の深さまで到達することが分かった。それ以下の大きさだと流体が移動する途中で蛇紋岩の層を抜け真上に上昇してしまう。
次にモデルを3次元の計算領域に拡張した。このときスラブの3次元的な形状として、カスカディアと西南日本のスラブ形状を単純化したものを用いた。計算を行った結果、スラブが膨らんだ形状をしている場所では、流体が集まるように移動しそこでの流体量が増えることが分かった。逆にスラブがへこんだ形状をしている場所では流体が互いに離れるように移動し、そこでの流体量は減少する。まだ流体量とスロー地震の活動度との関係ははっきりと分かってはいないが、得られた結果によってカスカディアや西南日本で観測されている短期的スロースリップによるすべり量とスラブ形状との関係をうまく説明できる可能性がある。
これらの研究内容を5月に日本地球惑星科学連合大会、6月にゴールドシュミット国際会議、9月にマントルダイナミクスのワークショップ、10月に日本地震学会秋季大会で発表した。また結果をまとめたものを国際誌Journal of Geophysical Research: Solid Earthに投稿・受理された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ほぼ当初の想定通りに研究が進み、学会発表だけではなく国際誌への論文受理まで進むことができた。

今後の研究の推進方策

今後はこれまでの研究をさらに発展させ、流体移動の計算に岩石抵抗の効果を取り入れる。この計算では流体量、さらには間隙流体圧の時間変化まで調べることができるため、得られた結果と観測されたスロー地震との比較をより定量的に行えるようになると期待される。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] カーネギー研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カーネギー研究所
  • [雑誌論文] Along-arc variation in short-term slow slip events caused by 3D fluid migration in subduction zones2017

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M. and van Keken, P.E.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research Solid Earth

      巻: 122 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1002/2016JB013091

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 沈み込み帯における流体の3次元的な移動によるスロースリップの空間変化2016

    • 著者名/発表者名
      森重 学、van Keken, P.E.
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-07
  • [学会発表] 3D dynamics of subduction zones constrained by observations2016

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M.
    • 学会等名
      The 1st Asia-Pacific Workshop on Lithosphere and Mantle Dynamics
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2016-09-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3D fluid migration in subduction zones caused by the effects of slab geometry2016

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M. and van Keken, P.E.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D migration of fluid and its implications for the spatial variation of slow earthquakes2016

    • 著者名/発表者名
      Morishige, M. and van Keken, P.E.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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