プレートテクトニクスを始める力学条件の新展開

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00200
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 片山 郁夫 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (10448235)
• 研究分担者: 吉田 晶樹 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 主任研究員 (00371716) ; 平内 健一 静岡大学, 理学部, 准教授 (10633290) ; 佐久間 博 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (20400426) ; 河合 研志 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20432007) ; 岡崎 啓史 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (90784257)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: プレートテクトニクス / 熱クラック / 弾性的性質 / 岩石強度

研究実績の概要

本研究の目的は，熱クラックの生成がプレート強度に影響を及ぼしプレート沈み込みの開始につながるとの説を多角的に検証することである。昨年度までの成果として，海洋プレートを構成する物質に熱クラックを導入しすると，ヤング率などの弾性的な性質が低下すること，また数値シミュレーションによってプレートの弾性率が低下すると，沈み込みが起きやすくなることがわかっていた。本年度は，これらの成果を三次元対流シミュレーションへ組み込むことや，現在の海洋プレートの沈み込み場への応用を試みた。また，オマーンオフィオライトでの現地調査に基づき，海洋プレートのどの部分にどの程度の割れ目が発達しているかを検証した。これらの成果は国際誌に発表するとともに，国内外の学会で研究発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Low-temperature friction experiments on ice-salt mixtures: Implications for the strength of ice plate boundaries on Europa (2024)
  • 著者名/発表者名: Okazaki Yusuke、Azuma Shintaro、Fukuhara Daijiro、Katayama Ikuo、Sekine Yasuhito、Saruya Tomotaka
  • 雑誌名: Icarus 巻: 411 ページ: 115961～115961
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2024.115961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical resistivity, seismic velocity, and porosity of crustal rocks from the Oman ophiolite under brine-saturated ocean floor conditions (2024)
  • 著者名/発表者名: Tanimoto Kazumasa、Akamatsu Yuya、Katayama Ikuo
  • 雑誌名: Lithos 巻: 470-471 ページ: 107500～107500
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2024.107500
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous electrical resistivity and elastic wave velocity measurements during triaxial deformation of granite under brine-saturated conditions (2023)
  • 著者名/発表者名: Katayama Ikuo、Aoi Yu、Tanimoto Kazumasa、Akamatsu Yuya、Sawayama Kazuki
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 75 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s40623-023-01809-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A small amount of water reduces the friction of the preferentially oriented montmorillonite gouge (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakuma Hiroshi、Katayama Ikuo、Kawai Kenji、Tamura Kenji
  • 雑誌名: Applied Clay Science 巻: 243 ページ: 107058～107058
  • DOI: 10.1016/j.clay.2023.107058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paleo‐Permeability Structure of the Crustal Section of the Samail Ophiolite Based on Automated Detection of Veins in X‐Ray CT Core Images From the Oman Drilling Project (2023)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu Y.、Katayama I.、Okazaki K.、Michibayashi K.
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 24 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2022GC010792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross‐Property Relationship Between Electrical Resistivity and Elastic Wave Velocity of Crustal Rocks From the Oman Drilling Project Hole GT3A: Implications for in Situ Geophysical Properties of Oceanic Crust (2023)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu Y.、Nagase K.、Abe N.、Okazaki K.、Hatakeyama K.、Katayama I.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 128 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2022JB026130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Permeability evolution in fine‐grained Aji granite during triaxial compression experiments (2023)
  • 著者名/発表者名: Sueyoshi Kazumasa、Katayama Ikuo、Sawayama Kazuki
  • 雑誌名: Geophysical Prospecting 巻: 72 ページ: 675～684
  • DOI: 10.1111/1365-2478.13412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of mantle carbonation in trench outer‐rise region in the global carbon cycle (2023)
  • 著者名/発表者名: Katayama Ikuo、Okazaki Keishi、Okamoto Atsushi
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 32 ページ: -
  • DOI: 10.1111/iar.12499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress regime analysis for the transition to a stagnant-lid convection regime in the terrestrial mantle (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Masaki
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 238 ページ: 105794～105794
  • DOI: 10.1016/j.pss.2023.105794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mantle-wedge alteration facilitates intra-oceanic subduction initiation along a pre-existing fault zone (2023)
  • 著者名/発表者名: Izumi Miki、Hirauchi Ken-ichi、Yoshida Masaki
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 861 ページ: 229908～229908
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2023.229908
  • 査読あり
• [学会発表] 火星地殻での地震波不連続面の解釈:帯水層の可能性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 片山郁夫
  • 学会等名: CA研究会
  • 招待講演
• [学会発表] プレート深部への海水浸透によるマントルでの不均質性の形成 (2023)
  • 著者名/発表者名: 片山郁夫
  • 学会等名: インターリッジ研究集会
• [学会発表] 弾性波速度と比抵抗のジョイントモデルに基づく海洋地殻でのクラックや水質変成の変遷 (2023)
  • 著者名/発表者名: 片山郁夫，谷本和優，赤松祐哉
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
• [学会発表] Simultaneous measurement of seismic velocity and electrical resistivity of mafic and ultramafic rocks during triaxial deformation under fluid-saturated condition (2023)
  • 著者名/発表者名: Eranga Gayanath Jayawickrama, Ikuo Katayama
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Effect of large-scale fractures on high Vp/Vs anomalies in the subducting oceanic crust (2023)
  • 著者名/発表者名: 赤松祐哉，片山郁夫
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 招待講演
• [学会発表] 蛇紋岩中のロジン岩脈の分布に基づいたフィールドスケールでの変質マントルの地震波速度・電気比抵抗 (2023)
  • 著者名/発表者名: 坂本玄弥，谷本和優，赤松祐哉，片山郁夫
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
• [学会発表] 広島ががら山における花崗岩風化に伴う物性変化 (2023)
  • 著者名/発表者名: 吉田淳樹，横山正，海堀正博，片山郁夫，谷本和優
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Heterogeneity of crack distribution in the oceanic crust inferred from downhole variations in P-wave velocity of the Oman Drilling Project Hole GT3A (2023)
  • 著者名/発表者名: 赤松祐哉，桑谷立，片山郁夫
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
• [学会発表] オマーンオフィオライトの蛇紋岩を用いた封圧下での電気比抵抗・地震波速度・空隙率の同時測定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 谷本和優，片山郁夫
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
• [学会発表] 三軸圧縮試験における比抵抗の異方性の測定方法の開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 宗慈瑛，赤松祐哉，片山郁夫，鈴木健士，澤山和貴
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
• [学会発表] 地球内部での水と炭素循環にリンクした地球表層環境変動 (2023)
  • 著者名/発表者名: 片山郁夫
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 招待講演
• [学会発表] 氷塩混合物を用いた低温摩擦実験から考察するエウロパのプレート境界強度 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岡崎雄祐，東真太郎，片山郁夫，関根康人，猿谷友孝
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会