国立大学法人東北大学
大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構
国立大学法人秋田大学
概要
沈み込み帯で観測される地震活動は流体と密接に関係していると推測されてきました。しかし沈み込み帯での流体活動の継続時間や速度について直接的な物的証拠を得ることは難しく、よくわかっていませんでした。
東北大学大学院環境科学研究科大学院生の吉田一貴氏と岡本敦教授、国士舘大学の大柳良介講師、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の木村正雄教授、オランダ・ユトレヒト大学のオリバー・プランパー准教授、秋田大学大学院理工学研究科の福山繭子准教授は、過去に沈み込み帯の上盤を構成したマントルの岩石から、特徴的な反応帯を伴う鉱物脈のネットワークを発見しました。微量元素分析により、この鉱物脈は沈み込むプレートから供給された流体の痕跡であることを示しました。さらに熱力学的解析及び物質移動モデリングにより、その流体活動の継続時間が非常に短期間（数ヶ月～数年）であり、流速が大きい（秒速0.1～1cm）ことを見出しました。本研究で明らかにされた流体活動は、現在の沈み込み帯で観測されている微小地震の継続時間や震源の移動速度とも類似し、沈み込み帯における地震発生過程と流体活動との関連を示唆しています。本成果は、沈み込むプレートの上盤マントルで生じている流体活動を岩石学的アプローチから初めて解明したものであり、プレート境界地震のメカニズムの解明に貢献できると期待されます。
本成果は、2023年4月6日、科学誌Science Advancesに掲載されました。
発表のポイント
- 沈み込むプレートの上盤に位置していたマントルの岩石を分析し、沈み込むプレートから上盤に供給された流体が亀裂を通って移動した痕跡を発見しました。
- 上盤マントルを通過した流体移動は流速が大きく、短期的であったことを発見しました。
- 沈み込み帯で観測される地震活動と上盤への流体移動との関係を示唆する成果です。
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