米乐m6官方网站[会长：中钵良二]（以下简称“AIST”）活断层与火山研究部[研究部主任桑原康人]地质变化研究组大坪诚首席研究员，地质信息研究部[研究部主任田中雄一郎]地球物理研究组宫川步首席研究员国立大学法人广岛大学[校长越智光男]（以下简称“广岛大学”）科学研究生院[院长新一院长]片山郁夫教授，国立大学法人广岛大学[校长平]朝彦]（以下简称“广岛大学”） ``JAMSTEC''）高知核心研究所 [所长：石川刚] 研究员：冈崎博 直接沉入日本列岛下方的菲律宾海盘子我分析了内部作用的力。结果，他们发现，作用在深度约30至70公里的菲律宾海板块上的力的方向因位置而异，导致俯冲板块内水流动的难易程度存在空间差异。水在板块内流动的难易程度极大地影响了俯冲板块释放的水量以及水在板块边界附近积聚的方式，这被认为也会影响这些地区发生地震的可能性。当板块边界附近存在大量水时，地下岩石破裂所需的摩擦力大大减少，导致许多微观裂缝的级联破裂，即所谓的慢地震。慢地震)可能会发生。因此，南海海槽慢震分布比较本研究揭示的水流缓和分布揭示了南海海槽板块边界供水量的差异与慢震的发生有关。这些结果可以说为理解日本列岛正下方发生的慢地震的机制指明了道路，而这正是急需阐明的。
此结果发布于 2019 年 1 月 30 日（英国时间）科学报告
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显示慢地震发生位置的俯冲板块（蓝色箭头）中水容易流动的方向、地震时施加到岩石上的力的方向以及水在岩石中流动的容易程度之间的关系的图
灰色箭头是压力的三个主应力的方向从较大的箭头开始显示：最大值、中间和最小值。 |
日本列岛周围有多个板块接触，在考虑地震灾害风险时，必须考虑南海海槽和其他地区。板块边界发生大地震发生。特别是南海海槽，每隔约100年至150年反复发生大地震，震中位于骏河湾至日向滩海岸的板块边界，需要采取紧急的减灾防灾措施，为未来的地震做好准备。
近年来，南海海槽发生了被称为慢地震的慢地震（图1a）。这些慢地震被认为是由板块边界处的水引发的。为了进行高精度的观测，产业技术研究院从中部地区到四国地区设置了综合地下水观测设施，并对南海海槽的慢地震进行了观测。然而，纪伊水道周边发生的慢震数量较少（图1a），其原因尚不清楚。目前，从大地测量学和地震学角度对慢地震的观测正在积极开展，但同时，从材料科学的角度阐明慢地震发生的机制也很重要。因此，我们决定计算菲律宾海板块内作用力的方向和大小（应力），以阐明板块内水的行为（流量和方向）。根据菲律宾海板块内的应力，我们阐明了板块内水的行为（水量和流动方向）。在此基础上，我们提出了从俯冲板块向其正上方地幔供水的模型，并研究了这对发生在板块边界附近的慢地震（特别是深部低频震颤）有多大影响。
这项研究得到了“慢地震学”研究创新领域科学研究补助金（2016-2020 财年）的支持，项目编号：JP16H06476。
我们注意到俯冲菲律宾海板块内发生的地震类型和分布存在空间差异。首先，他们提取了菲律宾海板块内大约 30 至 70 公里深度发生的地震数据，该板块正在俯冲到欧亚板块之下（图 1b），并计算了发生地震所需的板块内应力。由此，应力状态可分为I型和II型，并且在I型应力状态下，最大主应力和中间主应力的大小几乎相同（图2a中的红框）。在II型应力状态下，最大主应力和中间主应力大小不同，中间主应力方向为从俯冲菲律宾海板块到欧亚板块下方的地幔（图2a，蓝框）。
水穿过岩石的缝隙，所以水在岩石中流动渗透率水位高，水容易流动。水的渗透性取决于局部应力，水流过岩石中与中间主应力平行的裂缝，因此认为板内积聚的水很容易沿中间主应力方向逸出（见图）。因此，在图 2a中红框所示的应力状态类型I中，最大主应力和中间主应力大致相同，并且均充当中间主应力，因此在平行于最大主应力和中间主应力的两个平面上均产生裂纹，并且水向各个平面流动。另一方面，在应力状态类型II中，如图2a中的蓝色框所示，水流集中在平行于中间主应力方向的平面内。考虑到俯冲菲律宾海板块内的压力和密度，水流方向是从俯冲菲律宾海板块流向欧亚板块下方的地幔。
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图1（a）南海海槽慢震（红圈）分布和（b）菲律宾海板块内部约30至70公里深度发生的地震分布
(a) 是小原等人引用 (2010) 的结果※(b)显示了从1997年1月1日到2009年12月31日发生的地震。灰线表示俯冲的菲律宾海板块与陆地板块接触的深度。 |
如果水流过岩石的方向不同，从菲律宾海板块供应到欧亚板块下方地幔的水量也会不同，这被认为会导致地幔中积聚的水量存在差异。在应力状态II型区域（图2b中的蓝色圆圈），水比周围区域更容易从菲律宾海板块流向地幔，因此认为地幔中积聚的水比周围区域多（示意图）。慢地震的发生可以用一个模型来解释：菲律宾海板块供给的水在地幔中积累，减少了岩石之间的摩擦，使它们更加光滑。另一方面，在应力状态I型区域（图2b中的红圈），最大主应力和中间主应力的大小接近，因此水的流动方向不是单向的，并且认为纪伊水道下方不太可能发生慢地震，因为这里地幔中积聚的水比周围区域少（图2b中的红色虚线）。
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图 2(a) 应力与水流方向之间的关系，(b) 菲律宾海板块内的估计应力 四国和纪伊半岛深层流体上升面积是梅田等人引用 (2007) 的结果※灰色箭头表示三个主应力的方向，从较大的箭头到最大、中间和最小。在应力状态类型 I 中，最大主应力和中间主应力的大小接近。 |
此外，在菲律宾海板块供水量较高的地方（图2b蓝色圆圈），水中所含氦3和氦4的同位素比（3他/4根据 He 比率估算）源自菲律宾海板块的深层流体正在上升（图2b）。这一结果支持了此次慢震发生的模型。目前的结果预计将为俯冲板块内水的行为与慢地震发生之间的关系提供新的见解。
自2018年10月起，深地探测船“地球号”一直在纪伊半岛近海进行钻探调查，以阐明南海海槽特大地震的发生机制（国际深海科学钻探计划（IODP）第358次研究考察）。第358次研究考察计划在海底以下约5,200米处钻探，并收集板块边界附近的岩石样本。我们将根据挖掘获得的岩石样本，对板块边界附近的水的行为进行全面研究。
※ 被引论文：
Obara, K、Tanaka, S、Maeda, T 和 Matsuzawa, T (2010) 日本西南部非火山震颤的深度依赖性活动。地球物理学。资源。莱特。 37、L13306。
Umeda, K、Mcrank, G F 和 Ninomiya, A (2007) 氦同位素作为蛇纹石化弧前地幔楔的地球化学指标。 J地球物理学。资源。 112、B10206。