| 研究課題/領域番号 |
19H02001
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
大橋 聖和 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (70615525)
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| 研究分担者 |
長谷部 徳子 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (60272944)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 高速摩擦実験 / 光刺激ルミネッセンス / 加熱実験 / 断層帯掘削 |
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| 研究実績の概要 |
2021年度の研究計画は、(1) 急速加熱炉を用いた静的加熱実験を行い、石英の光刺激ルミネッセンス信号が熱によってどのように変化するかを調べること（本研究目的②「断層運動に伴うルミネッセンス信号変化の包括的理解」）および、(2) 2016年熊本地震を起こした布田川断層を対象に深度100m級のボーリング掘削を実施し、断層の深部において光刺激ルミネッセンスのリセットが生じているか否かを明らかにすること（本研究目的③「天然の断層における実践的検証」）であった。
(1)の急速加熱炉を用いた静的加熱実験に関して、最初に、2020年度までに得られた高速摩擦実験の結果（断層内温度の見積りと光刺激ルミネッセンス信号の測定）に基づいて静的加熱実験の実験条件（温度と時間）を決定する予定であった。しかしながら、有限要素法に基づく断層内温度の見積りに不確定性があることが分かり、正確な温度見積りにはすべり面直近で熱電対による温度実測が必要であることが分かった。そこで、実験試料アセンブリを改良することで、すべり面の表面を熱電対で実測できるように改良し、有限要素法による温度計算と照らし合わせ、正確な断層内温度と光刺激ルミネッセンス信号変化との関係性を得ることに成功した。
(2)の布田川断層ボーリング掘削に関して、用地交渉、地元への説明、掘削位置・角度・掘削長などの精査を行い、業者との事前打ち合わせの上、11月から掘削に着手した。翌年1月に断層帯を貫通して掘削は完了した。コア試料の回収率はほぼ100%であり、複数の断層試料を回収することに成功した。
昨年度までに得られた成果を取りまとめ、日本地質学会第128年学術大会（2021年名古屋大会）で2件の発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
有限要素法に基づく高速摩擦実験の断層内温度の見積りに不確定性があることが分かり、正確な温度見積りのために試料アセンブリの改良、追加の摩擦実験、組織観察、温度計算が必要となった。これにほぼ1年間を費やしたため、急速加熱炉を用いた静的加熱実験は2022年度に持ち越すこととなった。ただし、これによって正確な断層内温度と光刺激ルミネッセンス信号変化との関係性を得ることに成功しており、結果としてよい方向に進んでいる。布田川断層ボーリング掘削に関しては、当初11月までに掘削を実施し、2021年度中（2022年3月）までに掘削成果のとりまとめを行う予定であった。しかしながら、豪雨の影響等により予定通りに掘削ができず、成果とりまとめが困難となった。その結果、2021年度事業の完了時期を4ヶ月延長し、2022年度7月末とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究方策は、(1)2021年度に実施できなかった急速加熱炉を用いた静的加熱実験の実施と実験後試料のルミネッセンス信号測定、(2) 布田川断層ボーリング掘削の成果とりまとめと掘削試料の解析・年代測定、(3) 布田川断層露頭試料を用いた高速摩擦実験とルミネッセンス信号変化の測定、の3つである。(1)を実施することで、短時間加熱によるルミネッセンス信号変化のカイネティクスを明らかにし、高速摩擦に伴う信号変化の要因を明らかにする。また、(2), (3) を実施することで、天然の断層において、どのくらいの深さでルミネッセンス信号変化が生じうるのか／実際に生じているのかを明らかにする。
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