著者

稲松 知美 高田 陽一郎 鷺谷 威 西村 卓也

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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2011年3月11日、Mw9.0の東北地方太平洋沖地震(以下、東北沖地震と呼ぶ)が発生した。歪集中帯や活断層のM9クラスの地震に対する応答を、密に配置されたGPSの観測データを用いて調べた例はほとんどなく、東北沖地震が初めての機会である。本発表では、新潟神戸歪集中帯(Sagiya et al., 2000)の一部である跡津川断層周辺について、東北沖地震前・地震時・地震後の地殻変動をGPSデータから計算し、互いに比較した結果を報告する。解析には国土地理院のGEONETに加えて、大学が設置した観測点も用いた。地震前については時系列解析により年周・半年周変動を除去し、定常速度場を求めた。地震後については2014年11月25日から2016年7月2日を切り出し、地震前と同じ手法で定常速度場を求めた。地震時については2011年3月5日~10日および2011年3月12日~17日それぞれ5日間の座標平均を計算し、それらの差から変位を求めた。これらの変位・速度からShen et al (1996)の手法を用いて歪速度場(地震時変動については歪場)を求めた。東北沖地震前後の歪速度場と地震時の歪場は空間パターンが全く異なるものとなった。地震時の歪は弾性歪であり、その空間変化は弾性歪の不均質に起因する。従って、これと異なる地震前・地震後の歪は非弾性歪であると結論づけられる。一方、対象地域全体としては東北沖地震前と地震後で歪速度のパターンは良く似ている。このことは、非弾性歪(粘性流動など)が絶対差応力によって駆動されることにより説明できる。すなわち、長い時間スケールのプレート間相互作用により蓄積された絶対応力は東北沖地震に伴う応力変化よりもはるかに大きいために、地震前と地震後で歪速度が大きく変化しなかったと考えられる。この成果は、新潟地域について同様の解析を行った先行研究(Meneses-Gutierrez and Sagiya, 2016)と調和的である。東北沖地震前後の歪速度場の特長としては、跡津川断層両端の火山地帯と跡津川断層上で歪速度が大きくなっていることが挙げられる。前者では高温による粘性流動、後者では断層深部の断層すべりの進行が期待される。つまり、跡津川断層の周囲では場所によって異なるメカニズムの非弾性歪が進行していると考えられる。また、詳しくみると東北沖地震前後で、飛騨山脈南部や御嶽山の東側などで局地的に歪速度のセンスが逆転していることが分かった。これらの地域では地下の温度が高いことが知られており、また群発地震も頻発しているため、歪速度の時間変化は火山性の地殻変動に起因している可能性もある。今回得られた結果には東北沖地震の余効変動の効果が含まれているため、地震前後の非弾性歪速度を定量的に比較できていない。東北沖地震の断層モデルを用いてこの効果を取り除く予定である。

著者

白濱 吉起 宮下 由香里 吾妻 崇 東郷 徹宏 亀高 正男 鈴木 悠爾

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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日奈久断層帯は上益城郡益城町木山付近を北端とし,八代海南部に至る長さ約81 kmの断層帯である.日奈久断層帯は過去の活動時期から高野―白旗区間,日奈久区間,八代海区間に分けられる(地震調査研究推進本部 2013).2016年4月熊本地震に伴い,高野―白旗区間の北部から約6 kmの範囲に右横ずれによる地表地震断層が出現した(Shirahama et al., 2016).日奈久断層帯の将来の活動を知る必要があるが,これまでの調査では最新活動や活動間隔といった活動履歴の詳細はよくわかっていない.我々は,九州大学からの委託業務「平成28年熊本地震を踏まえた総合的な活断層調査」の一環として,日奈久断層帯の活動履歴をより詳細に明らかにすることを目的に,熊本県甲佐町白旗山出地区と宇城市小川町南部田地区の二か所においてトレンチ調査を実施した.本発表では特に山出地区において掘削されたトレンチ(山出トレンチ)が示す日奈久断層帯高野―白旗区間の活動履歴を紹介する.南部田地区の調査結果については東郷ほか(JpGU 2017)を参照されたい.山出トレンチの掘削地点は日奈久断層帯高野―白旗区間中央部に位置し,熊本地震に伴って出現した地表地震断層の南端に当たる.本地点における地震直後の調査では,付近の水田に東上がりの傾動変形とNE-SW方向に杉型雁行配列した開口亀裂が水田の畝に確認された.地震断層に直交するように長さ14m,幅10m,深さ4mのトレンチを掘削したところ,壁面に明瞭な断層と地層の変形が確認された.主要な断層は北面に2条,南面に4条見られ,それらはすべて東から南東傾斜で,ほぼ直立した東上がりの逆断層の様相を呈していた.地層は断層付近で東から西へたわみ下がるとともに,断層を境に上下の食い違いが生じていた.また,壁面には複数枚の腐植質シルト層が見られ,下位の層準ほど断層沿いの変位量が大きく,変位の累積が確認された.トレンチ内で見られる最下部の腐植質シルト層の14C年代は約15 kaを示しており,それ以降の複数回の活動による変形が示唆される.発表では本トレンチが示す日奈久断層帯高野-白旗区間の活動履歴を報告し,他区間の活動履歴との関係について議論する.

著者

竹村 恵二 別府―万年山断層帯(大分平野―由布院断層帯東部) 調査観測研究グループ

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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<はじめに>文部科学省の活断層帯の重点的な調査観測として、2014年度(平成26年度)から3年間の計画で、別府―万年山断層帯(大分平野―由布院断層帯東部)の調査観測を実施した。本研究では既存の調査結果を基礎として、ボーリング調査、トレンチ調査、海域音波探査、自然地震観測、人工地震探査、電磁気探査、重力探査、水位変動観測、アレイ微動観測、等を行った。これらの調査観測の成果に基づいて、活断層の基本的な特性である位置や活動履歴、平均変位速度等を断層帯全体で陸域・海域・伏在平野域において包括的に評価することにより、活断層の基本情報の高度化、さらに自然地震探査や電磁気探査によって地震発生層の媒質の不均質性を探り、既往の地下構造観測情報と比較しながら、浅部構造観測調査も含め震源断層形状の高度化を試みている。また本対象断層帯に位置し、当該断層が活動した場合に大きな揺れに見舞われる可能性が高い大分平野および別府扇状地等の地下構造モデルの高度化を図るとともに、その地下構造モデルと震源断層モデルに基づいた強震動予測を行う」ことを目的とした。26年度調査に関しては、竹村ほか(2015)により、27年度調査に関しては、竹村ほか(2016)により、地球惑星科学連合大会で報告した。26年度報告・27年度報告は文部科学省ホームページに掲載されているので、参照されたい。<28年度の調査>研究グループは、京都大学理学研究科・九州大学理学研究院・産業技術総合研究所を主体として関連研究者からなる。3つのサブテーマに区分し、研究を遂行した。サブテーマ1:活断層の活動区間を正確に把握するための詳細位置・形状等の調査と断層活動履歴や平均変位速度の解明のための調査観測。サブテーマ2:断層帯の三次元的形状・断層帯周辺の地殻構造の解明のための調査観測。サブテーマ3:地下構造モデルの高度化及び強震動シミュレーションによる断層帯周辺における強震動予測の高度化のための研究。28年度実施した下記の項目のうち、主にサブ1およびサブ2の結果について報告する。<サブテーマ1>平成28年度は、既存の地形・地質情報・歴史資料の収集・整理を継続・実施した。陸域では、空中写真判読・地表踏査により、海域では、海底地形調査および音波探査の解析作業を継続し、位置や分布を明らかにした。湾内での堆積物採取を実施し、地震時イベント堆積物の分析・解析を実施した。大分平野では、ボーリングデータ等の既存の資料を用いた解析を進め、群列ボーリング掘削調査等を行った。<サブテーマ2>自然地震観測結果や電磁気探査に基づいて、断層帯及び周辺の地殻上部の不均質構造を明らかにするとともに、平野部で人工地震探査を実施した。また、重力探査・地下水調査等やボーリング等のデータ解析から、平野基盤形状の推定と断層との関係の調査を行った。小断層解析等も用いて、本地域の応力の時間的推移をシミュレーションも含めて推定する。これらの調査を踏まえて、震源断層形状及び地殻構造の解明を進めた。<サブテーマ3>28年度は地震波干渉法による速度構造推定のための連続微動観測や、大分県内の震度観測点における微動観測および大分平野における臨時強震観測を実施し、深部および浅部地下構造モデルを作成・評価した。震源モデルについては,他サブテーマの成果を用いて断層形状を設定し,動力学的シミュレーションにより破壊過程を検討した。構築した地下構造モデルを用いて、強震動シミュレーションを実施し、想定される強震動を求めた。講演では、主にサブ1およびサブ2の結果について報告する。

著者

近藤 久雄 岩切 一宏 谷 広太 佐竹 健治

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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The 2016 Kumamoto earthquake (Mj 7.3; Japan Meteorological Agency magnitude) caused devastating damages and more than 180 casualties. It occurred in an active fault zone and surface ruptures appeared mostly along the previously mapped active faults (The Headquarters for Earthquake Research Promotion-HERP, 2016). The source fault was a part of the Futagawa fault zone that has been evaluated for long-term forecast of destructive earthquake occurrence in Japan (HERP, 2002; 2013). The Mj 7.3 earthquake was the first case, after the 1995 Kobe earthquake, that characteristic earthquake with surface rupture occurred on the major active fault zone evaluated by HERP. It coincides with the past estimation of the average occurrence interval of 10-20 years of an earthquake on those active faults in Japan (Secretariat of HERP, 2001). Meanwhile, the occurrence of large (Mj≥6.8) earthquakes on minor active faults has been more frequent in recent years. Under these circumstances, we re-examined the frequency and probabilities of large (Mj≥6.8) earthquakes on active faults in the last 125 years. In order to classify the damaging earthquakes on active faults, we used the catalogue of damaging earthquakes in Japan (Usami et al., 2013) and previously evaluated reports by HERP.In total, 28 large (Mj≥6.8) damaging crustal earthquakes occurred in the last 125 years, and 22 of them (80 %) are related with mapped active faults, and 6 (20 %) are not. The 22 earthquakes in 125 years yield the average recurrence interval of 5.7 years. Using the individual recurrence intervals, 4.6+/-3.7 years is obtained for all large (Mj≥6.8) damaging earthquakes and 6.0+/-5.5 years for those on active faults. These estimates clearly show shorter recurrence intervals than the previous estimation made in 2001. We also examined the frequency distribution of recurrence intervals of all the large (Mj≥6.8) damaging earthquakes. The distribution shows a bimodal distribution consisting of two groups: one <6 years and another >8 years. The average recurrence interval of the former group is 2.9+/-1.5 years, which is extremely short in comparison with the average recurrence interval in the last 125 years. The longest interval in the latter group is 17 years between the 1978 Izu-Oshima-Kinkai earthquake and the 1995 Kobe earthquake. It is thus apparent that the occurrence of the Mj≥6.8 damaging earthquakes exhibits the temporal clustering and long quiescence periods.Under the assumption of Poisson process, we then calculated the earthquake probability within the next 5, 10 and 30 years for entire Japan. We obtained 72%, 92%, 100% probabilities for all Mj≥6.8 damaging earthquakes, and 62%, 86%, 99.7% for active fault earthquakes, respectively. Assuming the present day is within a clustering period, the probability increases up to 68-97% within the next 5 years. We further investigated the temporal clustering and the timing of mega-thrust earthquakes along the subduction zones. In northeastern Japan, 5 active fault earthquakes occurred within 5 years before and after the 2011 Tohoku earthquake. In southwestern Japan, 3 active fault earthquakes occurred within 5 years before and after the 1944 Tonankai and 1946 Nankai earthquakes. These frequencies are comparable with the average recurrence interval of 2.9+-1.5 years for the above-mentioned <6 years group. This result is in accord with the previously known idea that inland crustal earthquakes increase before and after the occurrence of mega-thrust earthquakes along the subduction zones, although the above probability is computed with the assumption of Poisson process, hence it is time-independent. We can reasonably expect the occurrence of a few active fault earthquakes before the upcoming Nankai earthquake, probably 3 to 5 active fault earthquakes. To forecast them more accurately, the earthquake probability based on the BPT model for individual active faults and time-dependent seismic hazard assessment are necessary.

著者

山本 揚二朗 高橋 努 石原 靖 尾鼻 浩一郎 三浦 誠一 小平 秀一 金田 義行

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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The Ryukyu Trench is a plate convergence zone whose total length of about 1,300 km, and its northern end borders on the western end of the Nankai Trough. Due to the subduction of Philippine Sea plate in northwest direction, active seismicity was observed in the forearc region of Ryukyu arc. In addition, occurrence of large earthquakes was well known; for example, 1911 off-Amami (M8.0), 1923 near Tanegashima (M7.1), and 1774 Yaeyama (M7.4) earthquakes. On the other hand, both detection capacity and location accuracy of earthquakes in this region were not enough to discuss the detailed seismicity pattern and plate geometry, since the seismic network is limited on sparse-distributed islands. To know the seismicity, lithospheric structures and plate geometry, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) launched a series of seismic observations and active-source seismic surveys at the Ryukyu arc from 2013, as a part of research project funded by Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan.In FY2016, we have conducted a passive source observation in the northern Ryukyu forearc region. We have deployed 47 seismic stations including 43 ocean bottom seismographs (OBS) and 4 onshore stations. All OBSs are equipped with short period (4.5 Hz) geophones. Onshore stations are deployed at Tanegashima (two stations), Nakanoshima, and Akuseki-Jima, composed of broadband and/or 2 Hz seismometers. The average separation of seismic network is about 30 km, and covered the area of 250 km and 160 km in trench parallel and normal directions, respectively. The observation period of OBS is about 4 months, from September to December 2016. From the continuous seismic record, we have detected more than three-times the number of events identified from Japan Meteorological Agency (JMA) catalogue. We also confirmed that almost all our seismic stations recorded the seismic signal when the JMA magnitude of event located within our network is larger than 2.5. In this presentation, we will show the preliminary result of hypocenter relocation analysis.

著者

楠城 一嘉 吉田 明夫

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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各マグニチュードの地震発生頻度を、横軸にマグニチュード(M)、縦軸に頻度の対数をとってプロットすると、十分に検知できているマグニチュードの範囲で、地震頻度分布は直線で良く近似できる。グーテンベルグ-リヒターの法則として知られているこの分布式で、直線の傾きの値(b値)は、地震発生域の差応力の大きさと相関がみられることが知られており、一般に、断層のアスペリティのような応力の集中しているところではb値は小さく、一方、差応力が小さいところ、例えば、間隙水圧が大きなところ等では、b値は大きい。こうした経験的知識を基に、2011年東北地方太平洋沖地震の震源域のb値の空間分布の変化を調べたTormann et al. (2015)は、2013年以降、b値の空間分布が、ほぼ震源域全体に渡って東北地方太平洋沖地震発生前のb値の分布に戻っているという結果を得たことから、東北地方太平洋沖地震の震源域の応力場は、わずか数年で地震発生前の状況に回復したとみなし、このことから、巨大地震は特徴的な再来周期を持たず、時間的にランダムに発生すると結論している。これは本当だろうか?もし、彼らの結果、及びその推論が正しければ、これまで文部科学省の地震調査委員会が進めてきた地震発生の長期予測の考え方を根本的に見直す必要が生じることになる。 我々は、こうした問題意識を持って、東北地方太平洋沖海域におけるb値の時間的変化を詳細に解析した。Tormann et al. (2015)の解析方法と基本的には同じだが、プレート境界での地震と上盤の地震を分けたこと、地震活動度の空間分布の時間的な変化について考慮したことなど、いくつかの点で、手法に改善を加えた。 我々の解析で得た主要な結果は以下の通りである。2011年東北地方太平洋沖地震で大きくすべった領域では、b値は地震直前の小さな値(Nanjo et al., 2012)に戻っていない。牡鹿半島沖合の想定宮城県沖地震の震源域付近でもM9地震の前にb値が次第に小さくなっていた。三陸北部沖合の海域ではb値の小さい状態が継続しており、しかも最近、低b値域の範囲が西側に広がってきている様子が見える。この低b値域の北部は1994年三陸はるか沖地震の破壊開始域と重なるが、南部は過去の大地震の破壊域と重ならない。総じて、我々の結果では、Tormann et al. (2015)が主張するように震源域全体でb値は東北地方太平洋沖地震前の状況に戻ったとは言えない。また、三陸北部沖合の低b値域では、近い将来における大地震発生の可能性も考慮して注意深く推移を見守っていく必要があると考える。

著者

福島 洋 遠田 晋次 三浦 哲

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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On 28 December 2016, an M∼6 normal fault earthquake occurred in the northern part of Ibaraki prefecture in Kanto region, Japan (hereafter called event B). This event was observed by the Japanese ALOS-2 satellite equipped with PALSAR-2, an L-band synthetic aperture radar (SAR). Interferometric SAR (InSAR) processing indicates clear displacement discontinuity line, directing approximately NW-SE. The amount of discontinuity is ∼30cm in the line-of-sight (LOS) direction (approximately from East with incidence angle of 36 degrees). A preliminary inversion found a dip angle of 42 degrees with fault slip confined in the upper-most 5km in the crust.The region has experienced swarm-like normal faulting activities after the occurrence of the 11 March 2011 Mw9.0 Tohoku-oki earthquake including an Mw6.6 event composed of complex ruptures on multiple faults (e.g., Fukushima et al., 2013, BSSA). One of such events was an M~6 event on 19 March 2011 (hereafter called event A).We performed InSAR analysis also for the event A using the data acquired by the ALOS satellite equipped with PALSAR radar. After removing the displacements caused by the Tohoku-oki earthquake, we obtained a remarkably similar displacement pattern for the event A as compared with the event B. Specifically, the locations of displacement discontinuity lines were almost identical, and the amount of displacement discontinuity was up to ∼45cm for the event A and ∼30cm for the event B. The displacement patters were similar, both indicating southwestward normal faulting on a NW-SE striking fault, suggesting that the same fault ruptured. The slight larger displacement for event A indicates that this event was associated with slightly larger slip on the fault at least close to the ground. The InSAR data for the event A presumably includes the displacements associated with an Mj 5.7 event, which should be taken into account for further comparison.Our result indicates that the same M~6 fault can re-rupture in a very short time interval of 5.8 years. Two interpretations are possible as to the mechanism of the extremely early recurrence: 1) rapid loading of the fault occurred after the event A, possibly associated with the postseismic deformation due to the 2011 Tohoku-oki earthquake, and 2) stress level on the fault remained high after the event A, enabling further slip on the fault, without significant loading.

著者

勝俣 啓

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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1990年から2014年までに発生したMw8.0以上,100km以浅の地震は,global CMTカタログでは23個存在するが,本研究では,それら23個の地震に先行して地震活動の長期静穏化があったかどうかを調べた.地震活動の時間変化を調べるためにISCの震源カタログを用いて,1964年1月1日から各地震の本震までに発生した深さ60km以浅,実体波マグニチュード(mb)5.0以上の地震を解析した.Zhuang et al. (2002)が開発したStochastic declustering法を用いてデクラスター処理した後,ZMAP法を使用して地震活動度の変化を詳細に調べた.その結果,23個の地震の内,mb5.0以上の地震がほとんどない領域に発生した4個を除く19個の全てにおいて,継続時間が10年程度以上の長期静穏化が見つかった.

著者

引間 和人

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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【はじめに】 2016年12月28日21:38に茨城県北部でM6.3の地震が発生した.この地震の震源域では,2011年東北地方太平洋沖地震の直後から,それ以前には殆ど発生していなかった正断層型の地震を主とする地震活動が活発化し,2011年3月19日にはM6.1の地震が発生している.合成開口レーダによる解析では2016年と2011年の地震の地殻変動はほぼ同じ領域で確認されており(国土地理院,2017),それらの観測によれば, 5.7年程度の間隔で同規模の地震が繰り返し発生したことになる. また,震源域に位置するKiK-net観測点(IBRH13, 高萩)では両地震とも1G程度の強震動が観測されており,断層近傍の地震動レベルを考えるためにも貴重な記録である.そこで2016年の地震と合わせて2011年の地震の震源過程解析を行い,これらについての考察を行った.【解析条件】 震源インバージョン解析には震源域を取り囲むK-NET, KiK-netの観測記録を使用した.2016年と2011年の地震の解析で同じ観測点を使用することを基本とし,震央距離が50km程度以内で観測点分布や地盤条件を考慮して16観測点を選定した.震源インバージョン解析に先立ち,震源域で発生した小規模地震(2012年2月19日, M5.2)の観測記録で観測点毎に水平成層構造モデルのチューニングを行った.震源インバージョン解析には,観測された加速度波形に0.05~0.8Hzをフラットレベルとするバンドパスフィルタをかけた後に積分した速度波形を用いた. 断層面を設定する際の基準となる震源諸元は,JMA一元化検測値をデータとしてDouble Difference法(Waldhauser and Ellsworth, 2000)により再決定した値を用いた.断層面はF-netによるメカニズム解を初期値として,余震分布との比較や観測波形の再現性を確認しながら設定した.インバージョンはマルチタイムウィンドウ法(Yoshida et al.(1996),引間(2012))により行い,その際の小断層サイズは1km×1kmとした.【解析結果:2016年の地震】 解析の際の断層面は余震発生域を覆うようにやや広めに設定し,最終的には,走向:164°,傾斜:50°,長さ×幅は17km×12kmとした.震源深さは10.3kmである.インバージョン解析により,地震モーメントはM0=9.7e17 Nm(Mw 5.9),最大すべり量は0.7m程度の正断層成分を主とする結果が得られた.破壊は震源から主に北方向の浅部に進展し,破壊開始点から6~7km程度離れたところで最大のすべりを生じたと推定された.【解析結果:2011年の地震】 断層面は余震分布を参考に破壊開始点から主に南に向かって設定し,走向:141°,傾斜:40°,長さ×幅は15km×11kmとした.震源深さは5.9kmである.インバージョン解析の結果,地震モーメントはM0=7.0e17 Nm(Mw 5.8),最大すべり量が0.6m程度の正断層成分を主とするすべり分布が推定された.震源付近に最大すべりが推定された,大すべり域は北方向に数km程度の範囲に広がっている.震源よりも南側のすべり量はあまり大きく無い結果であった.【考察】 2016年の地震の震央位置は2011年の地震より7kmほど南に位置している.しかし,インバージョン結果では2016年の地震は北に向かって進展したことが示され,一方で2011年の地震は震源付近で大きなすべりを生じたと推定されるため,2つの地震の大すべり域はかなり近接している結果となった.但し,断層面の走向・傾斜は異なり,設定上は両者の断層面は同一では無い.さらに,両者のすべり分布の比較からは,最大すべりを生じた位置は近接しているものの,2016年と2011年の大すべり域は平面的にも殆ど重ならないことが確認された.以上のことから,両者の主要なすべり域は異なっていたと推定される. これらの地震で大振幅の地震動が観測されたIBRH13(高萩)観測点は,両者の大すべり域のごく近傍に位置している.特に,2011年の地震ではIBRH13の直下で相対的に大きなすべり量が推定された.IBRH13の地表地震計では2011年の地震で1084gal,2016年の地震で887galの最大加速度(3成分合成,NIED強震観測網のHPより)が観測されているが,観測点直下でのすべりが大きかった2011年の地震でより大きな強震動を生じたものと考えられる.<謝辞:解析には,防災科学技術研究所K-NET, KiK-netの観測記録,F-netメカニズム解,JMA一元化検測値等を使用させて頂きました.>

著者

Weigang Peng Lifei Zhang Tingting Shen

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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Subduction zones play a significant role in regulating the carbon fluxes in solid earth by carrying shallow carbonated oceanic rocks into the deep mantle. Carbonated serpentinite / serpentinized mantle peridotite (ophicarbonate), in spite of not a very crucial part of the global carbon budget compared with the two others (carbonated sediments and carbonated basaltic oceanic crust) owing to its limited volume proportion, show great potential for CO2 capture and storage (CCS). Ophicarbonates, in southwestern Tianshan (China) HP-UHP metamorphic belt, could be divided into two different types based on their inside carbonate phases (such as magnesite and dolomite). Field occurrence, petrography, major and trace element concentrations, carbonate C and O isotopic compositions and whole-rock Sr isotopic studies indicate distinct origins of the two types of ophicarbonates: (a) CO2-bearing seawater hydrothermal alteration (S-ophimagnesite) and (b) high pressure COH-Ca fluids metasomatism (M-ophidolomite). High pressure COH fluids, produced by decarbonation reactions and (or) carbonate dissolution of subducted S-ophimagnesite during their peak metamorphic temperature (530~590℃), transfer upwards into the subduction channel and induce the blueschist-facies overprint in eclogites with the release of Ca. Then, the combined COH-Ca fluids in fluid channel, in turn, metasomatize slab - interface mantle rocks to form the M-ophidolomites and thermodynamic phase equilibrium modeling defines the pressure at 18.5~23.5kbar. This implies high pressure CO2 sequestration in serpentinite could prevent the CO2-bearing fluids from directly transporting upwards into the mantle wedge.In addition, the occurrence of through-going chrysotile + magnesite veins in serpentinites indicates that carbonic fluids could be mobilized at relatively low P and T conditions as well and the end product of metasomatism by these carbonic fluids is called listvenite, which refers to the fully carbonated serpentinite. Isotopic compositions (C, O and Sr) indicate that CO2-bearing fluids responsible for the formation of listvenite may originate from the previous S-ophimagnesite and M-ophidolomite during their retrograde exhumation. We infer that the formation of listvenite (P≈5kbar ,T≈350℃) are closely related to the process of a second serpentinization with rodingization (P=4~8.5kbar ,T=200-410℃) in southwestern Tianshan (China) based on the compilation of previous researches and our field observation, demonstrating that carbonate dissolution could occur not only at high pressure but also at a low pressure and temperature condition during the exhumation of the subduted slab.We stress that the content of initial carbon uptake in oceanic altered peridotite determined only by analogy of carbon content in exhumated ophicarbonates could be underestimated, because decarbonation and (or) carbonate dissolution exist extensively in ophicarbonates, even at low P and T conditions.

著者

茂木 耕作 米山 邦夫 勝俣 昌己 安藤 健太朗 長谷川 拓也

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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Drastic deepening of the barrier layer off the western coast of Sumatra(4°S, 102°E, 800 m depth) due to the MJO passage observed duringDecember 2015 is investigated. The Research Vessel Mirai observationcaptured the drastic increase of isothermal depth from 20 m to 100 mfor only 4 days due to the westerly burst (5-9 m/s) associated withthe MJO. While, the mixed layer was deepened from 10 m to 40 m becauseof the strong stratification of the salinity in the ocean surfacelayer. As a result, the barrier layer depth was deepened from 10 m to80 m. This drastic deepening of the barrier layer was associated withthe increase of turbulent energy dissipation rate. Because the currentspeed in the surface layer off the western coast of Sumatra was veryslower (less than 20 cm/s) than that over the open ocean (more than 50cm/s), the vertical mixing due to the westerly burst could be a mainfactor for the barrier layer deepening.

著者

Mwaura Jelvas 梅澤 有 中村 隆志 Kamau Joseph

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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The sources of anthropogenic nutrients and its spatial extent in three fringing reefs with differing human population gradients in Kenya were investigated using stable isotopes approaches. Nutrient concentrations and nitrate δ15N in seepage water clearly indicated that population density in the catchment and tourism along the coast contributed greatly to the extent of nutrient loading through the groundwater to adjacent reefs in Kenya. Although water column nutrient analyses did not show any significant difference among the 3 studied reefs, the chemical contents (i.e., δ15N and N contents) in the macroalgae and complementary use of seagrasses and sedimentary organic matter clearly indicated the different nutrient regime among the sites in higher special resolution. Higher δ15N and N contents in macrophytes showed terrestrial nutrients affected primary producers at onshore areas in Nyali and Mombasa reefs, but were mitigated by offshore water intrusion especially at Nyali. On the offshore reef flat, where the same species of macroalgae were not available, complementary use of δ15N in sedimentary organic matter suggested input of nutrients originated from the urban city of Mombasa. If population increases in future, nutrient conditions in shallower pristine reef, Vipingo, may be dramatically degraded due to its stagnant reef structure. This study represent the first assessment of the Kenyan coast that integrates water column nutrients and macrophyte δ15N analyses, showing direct evidence of the use of terrestrial nutrients by macrophyte and providing basic information for surveying the link between anthropogenic enrichment and ecosystem degradation including macroalgae proliferation in nearshore reefs.

著者

眞島 英壽

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

JpGU-AGU Joint Meeting 2017

巻号頁・発行日

2017-03-10

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松本達郎(1913 – 2009)は約70年に渡る研究活動を通じて,日本の地球科学界を学術的・精神的に牽引した.松本の学術貢献は層序・古生物学を中心として多岐に渡るが,1977年九州大学退官後に研究領域を中生代古生物学に狭めたため,その実像が忘れ去られつつある.松本の退官前の10年間に当たる1967年~1977年にかけて,彼が担当した九大層序学講座は,日本におけるプレートテクトニクス導入,特に四万十帯への付加体論の導入に重要な役割を果たした.一方,松本の東大同級で,プレートテクトニクスに批判的な立場を取った井尻正二は,1949年に九州大学から博士号を取得している.また,東大の先輩である小林貞一の佐川造山輪廻に対して,松本は一貫して批判的な立場を取った.松本の地質哲学・思想を知ることは,戦後の日本地質学史や望ましい地球科学の方法論の理解に重要である.本講演では,松本の著作及び直接交流のあった方々からの伝聞・聞き取りに基づき,松本が日本におけるプレートテクトニクス受容に果たした役割について考察する.松本は1964年に地向斜に焦点を絞った研究を開始し,多くの研究者を組織して「地向斜堆積物の総合研究」(1967 – 1969)を行った.その成果は二つの地質学論集にまとめられている(松本,1968; 松本・勘米良, 1971).1972年には,白亜紀初頭の東アジアにおける大規模珪長質火成活動の説明という問題はあるものの,プレートテクトニクスを積極的に評価すべきであると表明した(松本, 1972).同年には勘米良亀齢・岡田博有を地向斜堆積作用国際会議(ウィンスコン州マディソン)に派遣している.1974年に九大大学院に入学した坂井卓は初めの課題として,世界の変動帯についてまとめることを指示されている.1975年から坂井,勘米良によって日南層群の研究が公表されるようになり,付加体論構築への動きが始まる.日本の造構論はStille学派の影響が大きく,ユーラシア大陸側からの営力を仮定して日本の造構進化を理解しようとする傾向が根強くある.四万十帯への付加体論の導入は,造構作用の営力源の大陸から大洋への転換というパラダイム転換でもあった.松本は対馬の現地調査(1943-44)に基づく対馬―五島断層の提唱時から,白亜紀末以降,大陸と日本が同断層によって画され異なる造構区に属すると理解していた(松本, 1969).また,北薩の屈曲,日南の綾状擾乱および四国海盆の北西縁がほぼ一直線になることを指摘すると共に,四国海盆の形成が前期~中期中新世であることを予測している(松本, 1961).このように,九州が大陸と異なる造構区に属することを理解するとともに,九州の地質構造と海洋の関係性に注目した松本の洞察力が,九大層序学講座においてプレートテクトニクスの受容がいち早く行われた原因である.九大層序講座におけるプレートテクトニクスの受容は,流行のa prioriな仮説の受容としてではなく,九州の地質の特徴を説明しうるposterioriな仮説の受容として松本を中心として行われた.以上から,松本が日本の地質学分野でのプレートテクトニクス受容の初期段階における推進力であったと結論づけることができる.