2016 Fiscal Year Annual Research Report
Urgency Evaluation of the Nankai Great Earthquake and Tsunami by Scientific Ocean Drilling
Project/Area Number |
15H05717
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Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
Principal Investigator |
木村 学 東京海洋大学, 学術研究院, 特任教授 (80153188)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金川 久一 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (40185898)
木下 正高 東京大学, 地震研究所, 教授 (50225009)
山田 泰広 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋掘削科学研究開発センター, 研究開発センター長 (20362444)
荒木 英一郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, その他, 研究員 (60359130)
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Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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Keywords | 減災 / 固体地球物理学 / 地震 / 深海環境 / 地球観測 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで紀伊半島沖熊野灘において実施されてきた南海トラフ地震発生帯掘削研究(超深度掘削は海底下約3,000mまで掘削済みでプレート境界断層まで残り約2,200m)の総仕上げとして、プレート境界断層貫通掘削までの掘削時孔内検層、孔内設置受振器による3次元鉛直地震探査、断層試料の摩擦実験、近傍からの繰り返し周回地震探査を実施する。もって断層上盤の応力場・主応力と間隙水圧、プレート境界断層の摩擦強度を解明し、それらを総合して地震・津波発生切迫度を定量的に評価することを目的とする。第2年度は、これまでの掘削によって得られたデータをまとめ上げ、モデル化し、上盤プレート上部の応力場、間隙水圧を解明した。 概要は以下の通りである。 1)3次元反射法データの最新技術による再解析。特に地震発生プレート境界断層から分岐断層にかけて実施。詳細な構造の実態解明、速度構造の変化が予測された。 2)既存データの解析、実験的分析の蓄積、完了。海底下3,000m下までの摩擦特性計測実験を完了し、深度方向の変化が予察的に得られた。 3)掘削孔内に設置してあった圧力計などの回収を実施した。10年間の記録の回収に成功した。2016年4月1日には70年ぶりに起こった南海プレート境界地震の世界初の孔内観測に成功、結果の迅速な公開を実施した。 4)最終的な科学掘削目標達成のための慎重な技術的検討を掘削実施主体である海洋研究開発機構と適宜進めた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
南海トラフ地域における既存三次元反射法地震探査データの一部を高度な反射波信号処理技術とイメージング技術を適用して新たに解析した結果、既存の解析結果に比べて高品質かつ高解像度な地下構造イメージが得られ、地震断層と想定されるプレート境界及び断層の三次元形状や、これまで理解が不十分であった付加体内部の変形構造が明らかになった。また、この解析によって巨大分岐断層の上盤側に厚い高速度帯の存在が検出された。その結果から,ライザー掘削時のVSP等の孔内計測計画を検討することが可能となった。 南海トラフ東南海地震震源域の分岐断層を横断する位置のC0010A掘削孔へ孔内観測点の設置を4月~5月にかけて行うとともに、6月~7月には、設置した孔内観測点をDONET(地震・津波観測監視システム)に接続を行い、連続的な観測を開始することに成功した。また、設置中の2016/4/1には、孔内観測点の近傍でMw6.0の地震が発生し、孔内観測点およびDONETから得られたデータの解析をし、プレート境界滑りによる地震であること、地震と地震後の地殻変動を孔内観測によって高感度に観測できることを明らかにした。 IODP掘削地点C0002の海底下から採取された泥質堆積物試料について、試料原位置相当の温度(51~98℃)・封圧(44~83 MPa)・間隙水圧(32~50 MPa)の下で変位速度を0.1155, 1.155, 11.55 μm/sの間でステップ状に変化させながら三軸摩擦実験を行った。結果、深度増加に伴う摩擦強度の低下傾向が認められ、深度増加に伴って摩擦強度の変位速度依存性が変化している可能性があることが明らかとなった。 先端部プレート境界断層の微細構造復元にはじめて成功し、津波発生すべりとゆっくりすべりの関係が明らかとなった。
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Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、10月から4ヶ月半かけて、地球深部探査船「ちきゅう」によって海底(水深約2,000m)下、約5,200mに推定されている南海トラフプレート境界断層に達する掘削が実施される予定であるが、本研究の研究分担者、協力者がその中心となって実施する。 1. 船上において、孔内検層・計測、掘削泥水漏洩観測、掘削コア試料擬弾性変形、および鉛直地震探査に基づいて、プレート境界断層上盤側の現在の応力場・主応力、および間隙水圧を定量し、プレート境界断層に作用する剪断応力と有効垂直応力(=垂直応力-間隙水圧)を求める。回収されるカッティングス(掘削による岩片)の船上分析によって、上盤プレートを構成する地質、年代、物性、化学的特徴を明らかにする。掘削コア試料のX線CT画像処理によって断層の内部構造、物性を明らかにする。 2. 掘削航海終了後、平成31年度7月までに、回収された断層およびその上盤、下盤の岩石試料を用いて、摩擦特性、水理特性を決める。 3. 平成29年度設置に成功した付加体先端部、南海トラフ直近の孔内観測装置(掘削地点C0006)によるスロー地震の震源把握精度を向上させるため、三次元地震反射データ再解析地域を平成30年度に拡大する。 最終年度の平成31年度は、平成30年度のデータ及び試料の解析・分析を実施し、本研究のまとめを行う。本研究によって得られた成果を総合し、南海トラフに予想されている巨大地震の切迫度の定量的評価を探り、本研究の目的を達成する。
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Research Products
(112 results)
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[Journal Article] Temporal variation of the shallow subsurface at the Aquistore CO2 storage site associated with environmental influences using a continuous and controlled seismic source2017
Author(s)
Ikeda, T., Tsuji, T., Takahashi, M., Kurosawa, I., Nakatsukasa, M., Kato, A., Worth, K., White, D. and Roberts, B.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research
Volume: 122
Pages: 2859-2872
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Temporal stress variations along a seismogenic megasplay fault in the subduction zone: An example from the Nobeoka Thrust, southwestern Japan2017
Author(s)
Kawasaki, R., Hamahashi, M., Hashimoto, Y., Otsubo, M., Yamaguchi, A., Kitamura, Y., Kameda, J., Hamada, Y., Fukuchi, R. and Kimura, G.
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Journal Title
Island Arc
Volume: 26
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Acoustic properties of deformed rocks in the Nobeoka thrust, in the Shimanto Belt, Kyushu, Southwest Japan2017
Author(s)
Hashimoto, Y., Abe, S., Tano, H., Hamahashi, M., Saito, S., Kimura, G., Yamaguchi, A., Fukuchi, R., Kameda, J., Hamada, Y., Kitamura, Y., Fujimoto, K., Hina, S. and Eida, M.
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Journal Title
Island Arc
Volume: 26
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Opal-CT in chert beneath the toe of the Tohoku margin and its influence on the seismic aseismic transition in subduction zones2017
Author(s)
Kameda, J., Okamoto, A., Sato, K., Fujimoto, K., Yamaguchi, A. and Kimura, G.
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 44
Pages: 687-693
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Near-trench slip potential of megaquakes evaluated from fault properties and conditions2016
Author(s)
Hirono, T., Tsuda, K., Tanikawa, W., Ampuero, J.-P., Shibazaki, B., Kinoshita, M. and Mori, J. J.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Near-field observations of an offshore Mw 6.0 earthquake from an integrated seafloor and subseafloor monitoring network at the Nankai Trough, southwest Japan2016
Author(s)
Wallace, L. M., Araki, E., Saffer, D., Wang, X., Roesner, A., Kopf, A., Nakanishi, A., Power, W., Kobayashi, R., Kinoshita, C., Toczko, S., Kimura, T., Machida, Y. and Carr, S.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research
Volume: 121
Pages: 8338-8351
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Source and sink of fluid in pelagic siliceous sediments along a cold subduction plate boundary2016
Author(s)
Yamaguchi, A., Hina, S., Hamada, Y., Kameda, J., Hamahashi, M., Kuwatani, T., Shimizu, M. and Kimura, G.
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Journal Title
Tectonophysics
Volume: 686
Pages: 146-157
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Gas-hydrate-bearing sand reservoir systems in the offshore of India: Results of the India National Gas Hydrate Program Expedition 022016
Author(s)
Kumar, P., Collett, T.S., Vishwanath, K., Shukla, K. M., Nagalingam, J., Lall, M. V., Yamada, Y., Schultheiss, P. and Holland, M.
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Journal Title
Fire in the Ice
Volume: 16
Pages: 1-8
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Thermal properties and thermal structure in the deep-water coalbed basin off the Shimokita Peninsula, Japan2016
Author(s)
Tanikawa, W., Tadai, O., Morita, S, Lin, W., Yamada, Y., Sanada, Y., Moe, K., Kubo, Y. and Inagaki, F.
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Journal Title
Marine and Petroleum Geology
Volume: 73
Pages: 445-461
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Core-log-seismic integrative study of a subduction zone megasplay fault -An example from the Nobeoka Thrust, Shimanto Belt, Southwest Japan2016
Author(s)
Hamahashi, M., Tsuji, T., Saito, S., Tanikawa, W., Hamada, Y., Hashimoto, Y. and Kimura, G.
Organizer
AGU 2016 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Lord Howe Rise deep stratigraphic drilling: tectonics, climate and ancient life2016
Author(s)
Hackney, R., Yamada, Y., Grice, K., Kuroda, J., Whiteside, J. H., Coolen, M. J. L., Inagaki, F., Arculus, R., Miller, R.D., Saito, S. and LHR IODP Science Team
Organizer
AGU 2016 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Lord Howe Rise continental ribbon: a fragment of eastern Gondwana that reveals the drivers of continental rifting and plate tectonics2016
Author(s)
Saito S., Hackney, R., Bryan, S., Kimura, J.-I., Miller, R. D., Arculus, R., Mortimer, N., Collot, J., Tamura, Y., Yamada, Y. and LHR IODP Science Team
Organizer
AGU 2016 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] First insights into the deep structure across the Tasman Basin and Lord Howe Rise from wide-angle seismic data2016
Author(s)
Gallais, F., Kodaira, S., Fujie, G., Miura, S., Kaiho, Y., Yamada, Y., Saito, S., Shiraishi, K., Boston, B., Nakamura, Y., Hackney, R. I., Nichol, S., Bernardel, G. and Mitchell, C.
Organizer
AGU 2016 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Lord Howe Rise: new views of the enigmatic continental ribbon breakup from multi-channel seismic reflection data2016
Author(s)
Boston, B., Kodaira, S., Nakamura, Y., Miura, S., Fujie, G., Kaiho, Y., Shirai, T., Yamada, Y., Saito, S., Shiraishi, K., Gallais, F., Hackney, R. I., Nichol, S., Bernardel, G. and Mitchell, C.
Organizer
AGU 2016 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Continuous depth profile of mechanical properties in the Nankai accretionary prism based on drilling performance parameters2016
Author(s)
Hamada, Y., Kitamura, M., Yamada, Y., Sanada, Y., Moe, K. and Hirose, T.
Organizer
AGU 2016 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sequence of slow slip events and low frequency earthquakes in the shallow part of the Nankai Trough seismogenic zone observed by seafloor observation network2016
Author(s)
Araki, E., Saffer, D. M., Kopf, A., To, A., Ide, S., Nakano, M., Kimura, T. and Machida, Y.
Organizer
AGU 2016 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Time-lapse monitoring of shallow subsurface in the Aquistore CO2 storage site from surface-wave analysis using a continuous and controlled seismic source2016
Author(s)
Ikeda, T., Tsuji, T., Takanashi, M., Kurosawa, I., Nakatsukasa, M., White, D., Worth, K. and Roberts, B.
Organizer
Society of Exploration Geophysicists 86th Annual Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Deep seafloor borehole observatories for seismogenic zone monitoring2016
Author(s)
Araki, E., Kimura, T., Machida, Y., Yokobiki, T., Nishida, S., Kawaguchi, K., Kyo, M., Saruhashi, T., Toczko, S., Saffer, D. and Kopf, A.
Organizer
Techno-Ocean 2016 ~Return to the Oceans~
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Lord Howe Rise: newly-acquired multi-channel and wide-angle seismic data to study an enigmatic continental ribbon2016
Author(s)
Gallais, F., Kodaira, S., Miura, S., Fujie, G., Yamada, Y., Saito, S., Shiraishi, K., Boston, B., Nakamura, Y., Hackney, R., Nichol, S., Bernardel, G., Mitchell, C. and IODP 871-CCP Proponent Team
Organizer
日本地震学会2016年度秋季大会
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[Presentation] Filling observational gap of seafloor dynamics in seismic cycles by seafloor borehole observation network2016
Author(s)
Araki, E., Kimura, T., Machida, Y., Yokobiki, T., Nishida, S. and Kawaguchi, K.
Organizer
Subduction Zone Observatory Workshop
Int'l Joint Research
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[Presentation] Slow slip events observed by seafloor borehole observatories in the Nankai Trough2016
Author(s)
Araki, E., Saffer, D., Kopf, A., Kimura, T., Machida, Y., Ide, S., Nakano, M. and Toh, A.
Organizer
Joint Workshop on Slow Earthquakes 2016
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[Presentation] Lord Howe Rise deep stratigraphic drilling: tectonics, climate and ancient life2016
Author(s)
Hackney, R., Yamada, Y., Grice, K., Kuroda, J., Whiteside, J. H., Coolen, M. J. L., Inagaki, F., Arculus, R., Muller, R. D., Saito, S. and LHR IODP Science Team
Organizer
35th International Geological Congress
Int'l Joint Research
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[Presentation] Geophysical framework of the Lord Howe Rise: Characterisation of candidate International Ocean Discovery Program (IODP) deep drilling sites2016
Author(s)
Kodaira, S., Miura, S., Fujie, G., Kaiho, Y., Shirai, T., Yamada, Y., Saito, S., Shiraishi, K., Hackney, R., Bernardel, G. and Nichol, S.
Organizer
Australian Earth Science Convention 2016
Int'l Joint Research
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[Presentation] Deep stratigraphic drilling for tectonics, climate and ancient life on the Lord Howe Rise continental ribbon2016
Author(s)
Hackney, R., Yamada, Y., Saito, S., Grice, K., Kuroda, J., Whiteside, J., Coolen, M., Inagaki, F., Arculus, R., Muller, R.D. and LHR IODP Science Team
Organizer
Australian Earth Science Convention 2016
Int'l Joint Research
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[Presentation] Improvement of 3D MCS data processing by advanced technology in Nankai trough2016
Author(s)
Shiraishi, K., Kinoshita, M., Moore, G., Sanada, Y., Yamada, Y. and Kimura, G.
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
Int'l Joint Research
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[Presentation] Lord Howe Rise Drilling: Deep stratigraphic record for the Cretaceous eastern Gondwana margin2016
Author(s)
Saito, S., Hackney, R., Yamada, Y., Grice, K., Kuroda, J., Whiteside, J., Coolen, M., Inagaki, F., Arculus, R. and Muller, D.
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] ロードハウライズ掘削計画の概要2016
Author(s)
Hackney, R.・山田泰広・Grice, K.・黒田潤一郎・Whiteside, J., Coolen, M.・稲垣史生・Arculus, R.・Muller, D.・斎藤実篤・西 弘嗣
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
Int'l Joint Research
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