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2021 年度 実績報告書

水の放出・移動によるスラブ内地震発生の仕組みの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13640
研究機関東京大学

研究代表者

森重 学  東京大学, 地震研究所, 助教 (70746544)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード沈み込み帯 / 流体 / スラブ内地震 / 熱伝導率 / 蛇紋岩
研究実績の概要

本研究の主な目的は、東北地方や北海道で観測されるスラブ内地震(やや深発地震)の様々な特徴を水の放出・移動という観点から理解することである。しかし研究を進める中で、水の放出場所・放出率に大きく関わるスラブ内部温度構造の定量的な理解が不十分であることが分かってきた。そこでスラブ内部温度構造をより定量的に制約するため以下の2つの研究を行った。1つ目は熱伝導率の異方性(考える方向によって性質が異なること)に焦点を当てたものである。上部マントルの主要構成鉱物であるかんらん石単結晶が熱伝導率の大きな異方性を持つこと、そしてマントル内部の変形によりかんらん石の結晶がある特定の方向に揃うように回転することから、上部マントルの岩石は熱伝導率の異方性を持つと考えられる。そこでこの効果を東北地方沈み込み帯に対して見積もったところ、スラブ内部の温度に与える変化は最大でも30度程度であり小さいことが明らかになった。2つ目は、スラブの温度構造を支配する重要なパラメータである熱伝導率・比熱・熱膨張率に焦点を当てたものである。これらの不確かさまで取り入れた計算を東北地方沈み込み帯に対して行った結果、600度と1200度の等温線の位置はそれぞれ±10 km、±20 km程度の不確かさを持つことが明らかになった。この不確かさまで考慮すると、スラブ内部で蛇紋岩が脱水する場所がスラブ内地震の位置とよく一致する。これはスラブ内地震の発生には脱水が重要な役割を果たすことを示唆する。これらに関する内容をまとめた論文2編が国際誌に掲載された。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The thermal structure of subduction zones predicted by plate cooling models with variable thermal properties2022

    • 著者名/発表者名
      Morishige M
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 229 ページ: 1490~1502

    • DOI

      10.1093/gji/ggac008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Limited impact of anisotropic thermal conductivity in the mantle wedge on the slab temperature in the Tohoku subduction zone, Northeast Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Morishige M.、Tasaka M.
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 820 ページ: 229110~229110

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2021.229110

    • 査読あり
  • [学会発表] 海洋プレート冷却モデルが東北地方沈み込み帯の温度構造に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      森重学
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
  • [学会発表] 熱伝導率の異方性を考慮した東北地方沈み込み帯温度構造のモデリング2021

    • 著者名/発表者名
      森重学、田阪美樹
    • 学会等名
      日本地震学会2021年度秋季大会
  • [備考] 森重学のページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/manabumorishige/

  • [備考] 熱伝導率の異方性を考慮した沈み込み帯温度構造のモデリング

    • URL

      https://www.eri.u-tokyo.ac.jp/research/15421/

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公開日: 2022-12-28  

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