大阪大学大学院理学研究科廣野哲朗准教授グループの同研究科博士前期課程の加藤尚希（現所属、(株)東芝）らが、日本地球掘削科学コンソーシアムの支援を受けて参画したアルパイン断層掘削プロジェクトでは、オーストラリアプレートと太平洋プレートの境界であるアルパイン断層における層面上の大きな温度不均質を明らかにし、この不均質が断層運動に伴う隆起と、隆起による地下水循環に支配されていることを解明しました。

本プロジェクトチームは、断層の強度を支配する重要なパラメータである温度分布と流体圧について、光ファイバー温度計により地下温度を、水理試験により流体圧を測定しました。その結果、一般的な大陸地殻の値の４倍の、非常に高い地温勾配が見つかりました。過去の断層掘削に基づくアルパイン断層上盤の地温勾配は、一般的な大陸地殻の値の2倍程度の値であり、アルパイン断層面上には大きな温度不均質があります。本研究では、測定された温度と流体圧を数値計算と比較を行うことで、断層面上の温度不均質が推定され、その原因が断層運動に伴う隆起と、隆起による地下水循環であることが明らかになりました。

断層面上の温度は、鉱物組成を支配し、鉱物組成は断層の強度を支配します。従って、断層面上の温度不均質を推定することで、断層強度の不均質、さらには地震時の滑りの不均質を明らかにし、強度分布の推定に基づく地震動予測への応用が期待されます。

本研究成果は、英国科学誌「Nature」第５４６号に、２０１７年６月１日（木）に掲載されました。日本からは、国立研究開発法人産業技術総合研究所の重松紀生主任研究員、京都大学大学院工学研究科（兼務、国立研究開発法人海洋研究開発機構）の林為人教授、信州大学理学部の森宏 助教、秋田大学大学院国際資源学研究科の西川治講師、山口大学大学院理工学研究科博士前期課程（現所属、(株)宇部興産コンサルタント）の米谷優佑らも貢献しました。

図 1:アルパイン断層の分布と掘削地点

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本件に関する問い合わせ先

大阪大学 大学院理学研究科 宇宙地球科学専攻
准教授　廣野 哲朗（ひろのてつろう）
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