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Quantitative evaluation of frictional heat of the Futagawa fault ruptured during the Kumamoto Mw 7.1 earthquake and investigation of singular temperature structure in the area

熊本7.1级地震期间二川断层破裂摩擦热定量评价及该地区奇异温度结构研究

基本信息

批准号：
19H00717
负责人：
林為人
金额：
$ 29.2万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

熊本地震本震の震源断層である布田川断層を貫く、最大深度700mの鉛直調査孔（FDB）が阿蘇火山地域に位置する益城町で掘削された。本研究は、FDB孔を利用して布田川断層の地震時動的すべりの摩擦熱による温度分布の異常を正確に検出し、地震時の断層すべり特性である動的摩擦係数の決定を主目的としている。この目的を達成するために、掘削孔内の温度を高精度で約3年間継続的に測定する計画である。令和3年度には、これまでの2か年に続き、①FDB孔内に複数の高精度温度センサーを低い定速度で降下・上昇させながら温度の連続プロファイルの計測を定期的に計3回繰り返し実施したほか、②温度異常の可能性がある深度や温度プロファイルの変曲点など、重要な深度に温度センサーを15個以上設置して、連続経時変化の定点観測を行った。また、FDB孔内において、透水係数を評価するための注水試験とともに、孔内の水を採水して水質分析も実施することができた。FDB掘削孔のコア試料ならびに検層データを用いて、地質構造の詳細解析を行った結果、布田川断層での200 mを超える垂直落差の発見に至り、阿蘇火山のカルデラ噴火と関係して断層運動のパターンは縦ずれから横ずれへ変化したことを突き止めた。また、地質構造と孔内物性を総合的に検討した結果、FDB孔の深度461mで認められた断層が、2016年の熊本地震の本震時に滑った断層の最有力候補であることも判明した。これらの成果を取りまとめ、有力な国際学術雑誌に論文を掲載し、研究代表者の所属機関である京都大学から研究成果のプレスリリースが行われた。また、孔内の温度分布を影響する地下水の流動を大きく左右する有効間隙率を検討するために、音波検層データにより全区間の有効間隙率を推定し、学術雑誌『材料』に原著論文を掲載することができた。

The Kumamoto earthquake focal fault is located in the Aso volcano area, and the vertical survey hole (FDB) with the maximum depth of 700m is excavated. This study aims at correctly detecting temperature anomalies and determining dynamic friction coefficients of faults during earthquakes by using FDB holes. This goal is achieved by measuring the temperature in the drilled hole with high accuracy over a period of about 3 years. 2 years in the third year, 1) multiple high-precision temperature measurements in the FDB hole at low and constant speeds, 2) periodic temperature measurements, 3) possibility of temperature abnormalities, 3) depth of temperature fluctuations, 3) critical temperature fluctuations, 3) more than 15 settings, and 3) fixed-point temperature measurements for temperature fluctuations. Water quality analysis of water injection and water permeability in FDB holes FDB drilling hole test material, geological structure analysis results, Butianchuan fault 200 m above the vertical drop of the discovery, Aso volcano temperature relationship, fault movement, horizontal change, sudden change, etc. The results of the study on the combination of geological structure and physical properties in the hole show that the depth of the FDB hole is 461m, and the most powerful candidate for the slip fault at the time of the Kumamoto earthquake in 2016 is identified. The results of this research are published in international academic journals, and the research results are published in Kyoto University. The influence of temperature distribution on groundwater flow is discussed in detail.