地殻変動の調査手法に関する研究(その2)

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布施 圭介*; 茂木 紀子*

Fuse, Keisuke*; not registered

本研究では、東北日本弧の地殻変動のシミュレーションモデルの作成をめざし、文献調査等によりデータの収集・解析を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)東北日本弧のプレート境界には、海溝吸引力と海錨力から派生した応力が働き、プレート収斂速度の法則から510-15/sの地殻短縮速度で地殻が変形していると推定される。(2)地質断面、活断層・地震、測地学の各種データから算定された水平歪速度は、最大で一桁以上の違いが生じた。そのような違いはデータの特性に由来すると考えられ、1000年以上におよぶ定常的な水平歪速度は、地質断面から求められた値と測地学的に求められた値の中間値:10-15/sのオーダーと推定される。(3)東北日本弧のコンラッド不連続面およびモホ不連続面の深度分布は、それぞれ1520km程度、2936km程度で、陸上部で最も厚く、東西海側に向かって薄くなる。(4)脆性/延性遷移境界はほぼ400等温面に一致し、奥羽脊梁山脈では1213kmと浅く、東西海側に向かって深くなる。(5)地殻応力プロファイルから、下部地殻の大部分と最上部マントルは100MPa以下で、大部分は20MPa以下であることが明らかになった。高応力のseismogenic layerは奥羽脊梁山脈で最も薄いので、一様な水平圧縮を受けた場合には、そこに応力が集中し、かつ上方に湾曲して上昇すると推定される。(6)地殻応力の最高値は500800MPaに達し、常識よりかなり高い。これは孔隙圧を一定と仮定したためであるが、孔隙圧と深度の関係は明らかにされていない。(7)プレート底面と沈み込む海洋プレートとのカップリング境界に囲まれた上盤プレートをべき乗流体を含んだ改良マクスウェル物体でモデル化する。アイソスタシーや地殻短縮速度が成立するように、その領域の応力や歪を有限要素法によってシミュレートする。

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