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論文発表（査読誌：部門メンバーが筆頭）2018年－2020年度

タイトル	Spatiotemporal variations in the stress field in the northeasternmost part of the NE Japan arc: constraints from microearthquakes
著者	前田純伶，松澤暢，岡田知己，片尾浩，吉田武義，小菅正裕，大坪誠
掲載誌	Earth, Planets and Space
地震活動度の低い北海道南部から青森県東部の応力場の推定を行い，本地域の応力場の時空間変化を明らかにした．この成果は，プレート沈み込み帯における内陸地震の発生機構の理解を深めるものである．

タイトル	Localized fluid discharge by tensile cracking during the post-seismic period in subduction zones
著者	大坪　誠，Jeanne Hardebeck（アメリカ地質調査所），宮川歩夢，山口飛鳥（東京大学大気海洋研究所），木村　学（東京海洋大学）
掲載誌	Scientific Reports
宮崎県延岡衝上断層周辺に露出した石英脈を対象に，海溝型巨大地震を引き起こすプレート境界付近に存在する水圧変化を計算し，従来の認識とは異なってプレート境界付近の水圧が地震後もほとんど減少しない可能性を発見した．

タイトル	Inelastic behavior and mechanical strength of the shallow upper crust controlled by layer-parallel slip in the high-strain zone of the Niigata region, Japan
著者	大坪　誠，片山郁夫，宮川歩夢，鷺谷　威
掲載誌	Earth, Planets and Space
新潟活褶曲地域の堆積層に発達する層間すべりに注目し，このすべりが地殻の浅い部分での短縮変形（褶曲）に対する強度低下に大きく寄与する可能性を明らかにした．この成果は，日本列島の歪み集中帯の解明に迫る変形の理解を深めるものである．

タイトル	Late Quaternary evolution of the Kumkol Basin at the northeastern margin of the Tibetan Plateau revealed by tectonic geomorphology and the analysis of in situ cosmogenic nuclides
著者	白濱吉起, Yosuke Miyairi, Honglin He, Bihong Fu, Tomoo Echigo, Yusuke Yokoyama, Yasutaka Ikeda
掲載誌	Geomorphology
チベット高原北東縁に位置するクムコル盆地内の段丘地形に対して，変動地形解析と宇宙線生成核種を用いた年代測定を行った．その結果，25万年前以降の地形発達過程が明らかとなり，段丘を変形させている大規模な背斜構造の隆起速度と水平短縮速度が得られた．この結果は，チベット高原北東縁における拡大過程の解明に資する成果である．

タイトル	Seismic potential around the northeastern edge of the Longmenshan fault zone as inferred from seismological observations
著者	松下レイケン，今西和俊，大谷真紀子，桑原保人，Jiuhui Chen，Shengli Ma
掲載誌	Pure and Applied Geophysics
2008年四川大地震（Mw7.9）の震源断層の北東端に位置し，M7を超える地震発生の可能性が指摘されている青川（Qingchuan）断層の地震発生ポテンシャルを，地震データから推定される応力場と地殻の粘弾性緩和を考慮した数値シミュレーションを組み合わせて評価した．その結果，青川断層は本震による応力変化に加え，地震後の粘弾性緩和による地殻変動により，地震発生が促進されることが示された．

タイトル	Variation of volcanic gas composition during the eruptive period in 2014-2015 at Nakadake crater, Aso volcano, Japan
著者	篠原宏志，横尾亮彦，風早竜之介
掲載誌	Earth Planet and Space
阿蘇火山中岳のストロンボリ式～灰噴火中に放出されている火山ガスの組成を測定したところ，CO2/SO2比およびSO2/H2S比が短時間に大きく変動していることを明らかにした．この結果は，マグマと気泡（火山ガス）の分離圧力の変動に起因すると解釈され，連続した灰噴火中のストロンボリ式噴火の発生機構を明らかにするための鍵となることが期待される．

タイトル	Petrological characteristics and volatile content of magma of the 1979, 1989, and 2014 eruptions of Nakadake, Aso volcano, Japan
著者	斎藤元治，石塚治，石塚吉浩，星住英夫，宮城磯治
掲載誌	Earth, Planets and Space
最近（1979, 1989および2014年）の阿蘇火山中岳の噴火マグマについて，岩石学的特徴と揮発性成分濃度を明らかにし，マグマの発泡度や上昇・噴火プロセスを考察した．この成果は，岩石学的解析とメルト包有物化学分析を他の観測手法（地質，地球物理，地球化学）と組み合わせることで，マグマ溜りの大きさや噴火・脱ガス現象を定量的に理解できる可能性を示したという意義がある．

タイトル	Petrological characteristics and volatile content of magma of the 1979, 1989, and 2014 eruptions of Nakadake, Aso volcano, Japan
著者	斎藤元治，石塚治，石塚吉浩，星住英夫，宮城磯治
掲載誌	Earth, Planets and Space
最近（1979, 1989および2014年）の阿蘇火山中岳の噴火マグマについて，岩石学的特徴と揮発性成分濃度を明らかにし，マグマの発泡度や上昇・噴火プロセスを考察した．この成果は，岩石学的解析とメルト包有物化学分析を他の観測手法（地質，地球物理，地球化学）と組み合わせることで，マグマ溜りの大きさや噴火・脱ガス現象を定量的に理解できる可能性を示したという意義がある．

タイトル	Continuous monitoring of soil CO₂ flux at Aso volcano, Japan: the influence of environmental parameters on diffuse degassing
著者	森田雅明，森俊哉，横尾亮彦，大倉敬宏，森田裕一
掲載誌	Earth, Planets and Space
阿蘇火山2016年噴火の前後2年弱における土壌CO₂放出率の連続観測結果について，気象要素による変動の影響を統計的に評価した．その結果，ほとんどの放出率異常は気象要因であるが，2016年噴火後の噴煙活動が活発な期間に火山活動由来と考えうる異常を検出した．この成果は，気象要素による影響の統計的評価を行うことで，水蒸気噴火を主とする火山にも土壌CO₂放出率のモニタリングが有用であることを示唆する．

タイトル	Temporal variations of plume activities before the 8 October 2016 eruption of Aso volcano, Japan, detected by ground-based and satellite measurements
著者	森田雅明
掲載誌	Earth, Planets and Space
阿蘇火山2016年噴火前の噴煙活動について，監視カメラ画像から求めた噴煙高度と衛星および地上観測により求めた二酸化硫黄放出量をもとに評価した．その結果，噴火の2ヶ月前から噴煙活動が活発化しており，地下での火山ガスの蓄積が噴火のトリガーとなった可能性を示した．

タイトル	An inhomogeneous across-slab conduit controlled by intraslab stress heterogeneity in the Nankai subduction zone
著者	大坪　誠，宮川歩夢，片山郁夫（広島大学），岡崎啓史（JAMSTEC）
掲載誌	Scientific Reports
南海トラフで沈み込むフィリピン海プレート内の応力から，プレート内に含まれる水の挙動（量や流れる方向）を明らかにし，プレート境界付近で発生するスロー地震（特に深部低周波微動）に対してどの程度影響があるのかを検討した．

タイトル	Effect of Bedding Planes on the Permeability and Diffusivity Anisotropies of Berea Sandstone
著者	佐藤稔・Kamran Panaghi・高田尚樹・竹田幹夫
掲載誌	Transport in Porous Media
層理面の明瞭な砂岩試料に対して層理面平行方向と垂直方向の移流・拡散実験をそれぞれ行い，さらにCT画像解析や格子ボルツマン法移流解析と比較検討し，物質移行を律速する空隙構造の特徴を捉えた．本研究は層理面を考慮した移流・拡散異方性パラメータの設定根拠を示し，この成果は地下の物質移行モデルの改良に貢献するものである．

タイトル	Imaging a low viscosity zone beneath the Kutcharo caldera, eastern Hokkaido, Japan, using geodetic data
著者	山崎雅， Tomokazu Kobayashi
掲載誌	Earth and Planetary Science Letters
測地観測により得られた地表面変動からイメージングされた屈斜路カルデラ下の局所的低粘性領域が低比抵抗値構造と調和的であることを明らかにした．この成果により火山地域における変動速度がマグマの存在に大きく影響を受けていることが示唆された．

タイトル	Holocene paleoseismic history of the Yunodake fault ruptured by the 2011 Fukushima-ken Hamadori earthquake, Fukushima Prefecture, Japan
著者	宮下由香里
掲載誌	Geomorphology
2011年東北地方太平洋沖地震の1ヶ月後に福島県浜通りの地震が発生した．この地震で湯ノ岳断層と井戸沢断層（西）に地表地震断層が現れた．湯ノ岳断層の折松地点で古地震調査を行った結果，完新世に2回以上の古地震イベントがあったことが明らかとなった．ひとつ前の地震は869年貞観地震と同時であった可能性がある．また，地震の再来間隔は既存評価よりもはるかに短いことが推定された．

タイトル	Temporal changes in the internal stresses and pore pressures in a large-scale submarine mass transport deposit
著者	大坪　誠・成瀬　元・宮川歩夢
掲載誌	Progress in Earth and Planetary Science
北海道東部に分布する根室層群厚岸層での海底地すべり露頭を対象に，海底地すべりブロックが定置するまでの応力および間隙流体圧の増減を示した．この成果は，近年ジオハザードとして注目される海底地すべりの内部状態の解明に迫る応力・間隙水圧変化の理解を深めるものである．

タイトル	Accretionary prism collapse: a new hypothesis on the source of the 1771 giant tsunami in the Ryukyu Arc, SW Japan
著者	岡村行信・西澤あずさ・藤井雄士郎・柳澤英明
掲載誌	Scientific Reports
石垣島や宮古島などで1万人以上の犠牲者を出した1771年八重山津波が，海溝沿い斜面の大規模地滑りによって発生したことを，海底地形データと反射断面の解析に基づいて明らかにした．同じような大規模地滑りはこの海域特有の構造条件で発生していることから，同規模の巨大津波が南西諸島の他の領域で発生する可能性は低いことを示しており，南西諸島で将来発生しうる津波規模の想定に重要な知見を与えた．

タイトル	Rapid estimation of the moment magnitude of the 2011 Tohoku-Oki earthquake (Mw 9.0) from static strain changes
著者	板場智史
掲載誌	Earth Planets and Space
ボアホールひずみ計を用いて巨大地震のモーメントマグニチュード(Mw)を即時推定可能であることを示した．近地の地震記録を用いて地震発生後数分以内に発表される震源速報は，一般的にM8クラス以上の地震では飽和によりマグニチュードを過小評価してしまうが，本手法ではより正確なMwを推定可能であり，津波予測精度向上などが期待される．

タイトル	In situ permeability and scale-dependence of an active accretionary prism determined from cross-borehole experiments
著者	木下千裕・Demian Saffer
掲載誌	Geophysical Research Letters
南海トラフ地震発生帯掘削計画の一環として西南日本に設置された海洋ボアホールの水圧記録から100 mスケールの原位置透水係数の推定を行なった．また，先行研究の室内実験や数値シミュレーションの結果と比較することで，透水係数のスケール依存性を明らかにした．この結果はスケールが大きくなるほど断層やクラックの数が増え，それらが連結することでより水が流れやすくなることを示唆する．

タイトル	Pyroclastic density currents associated with the 2015 phreatomagmatic eruption of the Kuchinoerabujima volcano
著者	下司信夫・伊藤順一
掲載誌	Earth Planets and Space
口永良部島2015年5月29日噴火に伴って発生した小規模で比較的低温の火砕流について，取り込まれた人工物や植生の被害から火砕流末端部でもその内部温度は100℃～240℃程度で，秒速40m以上の流速を持っていたことを明らかにした．他の火山もふくめて水蒸気噴火で頻繁に発生する低温火砕流の実態を実例に基づき明らかにすることで防災対応上の基礎的なデータを提供した．

タイトル	Relation between the coupling and tremor rates in the transition zone around the Shikoku region
著者	落唯史・武田直人
掲載誌	Earth Planets and Space
四国地方でプレート間の固着速度と深部低周波微動の発生レートとの間に時間的相関のある場所が見つかった．相関のよい場所では，微動発生レートがゼロになるときには固着速度がプレート収束速度に近くなることが期待されることがわかった．この結果は，微動がプレート境界面で発生していることの証拠の一つである．

タイトル	Viscoelastic crustal deformation by magmatic intrusion: A case study in the Kutcharo caldera, eastern Hokkaido, Japan
著者	山崎雅，Tomokazu Kobayashi，Tim J.Wright，Yukitoshi Fukahata
掲載誌	Journal of Volcanology and Geohtermal Research
3次元有限要素モデルを用いてマグマ活動(ここでは特にシルの定置)に対する粘弾性地殻・マントルの応答を記述し，その第一近似的な振る舞いを次のように特徴づけることができた；シルの定置により地表面は隆起するが，それに対する粘性緩和応答はその隆起を抑え込もうとする．この成果により地殻変動観測から地下のマグマ活動を探るための新たな知見が与えられた．

タイトル	Effects of confining stress on the semipermeability of siliceous mudstones: Implications for identifying geologic membrane behaviors of argillaceous formations
著者	竹田幹郎，間中光雄
掲載誌	Geophysical Research Letters
泥質岩を対象とする化学的浸透実験を実施し，応力開放の影響を受けた泥質岩の半透膜性は応力載荷によって不可逆的に増加し，応力が一旦過去最大埋没応力を超えると応力に追従して可逆的に変化することを初めて明らかにした．この結果は，泥質岩層中の地下水や地下水成分の移行における化学的浸透や限外濾過の影響を正確に特定するために不可欠な知見である．

タイトル	Temporal variations in volumetric magma eruption rates of Quaternary volcanoes in Japan
著者	山元孝広，工藤崇，石塚治
掲載誌	Earth Planets and Space
火山活動の長期評価には，定量的な活動履歴情報が必要となる．本研究では，国内の代表的29火山のマグマ噴出率の過去の時間変化を検討し，その特徴を取りまとめた．その結果，噴出率が長期間一定である火山はむしろ例外的で，変動した事例の方が多い．マグマ組成に変化がない場合には噴出率が下がるのに対して，マグマ供給系に変化があるときは噴出率が上がる傾向が認められる．

タイトル	Diatom assemblages in tsunami deposits from the 2011 Tohoku earthquake along the Misawa coast, Aomori Prefecture, northern Japan
著者	谷川晃一朗，澤井祐紀，行谷佑一
掲載誌	Marine Geology
青森県で採取した東北地方太平洋沖地震の津波堆積物に含まれる珪藻化石群集を分析し，内陸の地点では津波堆積物中に海生珪藻があまり見られないことを明らかにした．この結果は，古津波堆積物においても同様に海生珪藻がほとんど含まれない事例が存在することを示唆し，古津波堆積物の認定の際に留意すべき知見である．

タイトル	Mid to late Holocene marine inundations inferred from coastal deposits facing the Nankai Trough in Nankoku, Kochi Prefecture, southern Japan
著者	谷川晃一朗，宍倉正展，藤原治，行谷佑一，松本弾
掲載誌	Holocene
高知県南国市の海岸低地で約2400～6000年前に堆積した4層のイベント砂層を検出し，堆積物の分布域や地形条件及び珪藻化石分析から，これらが津波もしくは大規模な高潮により形成されたことを明らかにした．これらの砂層の直上直下から採取した植物化石の放射性炭素年代を用いて推定したイベント年代は，南海トラフの地震・津波の履歴解明に貢献するデータである．

タイトル	Salt shell fallout during the ash eruption at the Nakadake crater, Aso volcano, Japan: An evidence of an undergrounds hydrothermal system surrounding the erupting vent
著者	篠原宏志，下司信夫，横尾亮彦（京都大学），大倉敬宏（京都大学），寺田暁彦（東京工業大学）
掲載誌	Earth Planets and Space
ストロンボリ式噴火が頻発していた2015年の阿蘇火山中岳火口において中空球状の降下物を発見し，それが火口湖水の液滴が噴煙中輸送の間の蒸発乾固により生じたものであることを明らかにした．この成果により，阿蘇火山ではマグマ噴火中にも火口直下には熱水系が存在しており，熱水系と噴火火道の不安定化によるマグマ水蒸気噴火の発生はいつでも起こり得ることが示された．

タイトル	Fluid inclusion studies of comb quartz and stibnite at the Hishikari Au-Ag epithermal deposit, Japan
著者	清水　徹
掲載誌	Resource Geology
菱刈金銀鉱床の石英と輝安鉱（アンチモン硫化鉱物）を用いて，流体包有物の加熱・冷却実験を行い，石英と輝安鉱形成時の熱水温度はそれぞれ207-230°C及び113°Cであることを明らかにした．この結果は石英成長後に熱水活動が弱まって温度が下がった時に輝安鉱が形成したことを意味し，深部流体・熱水活動の多様性理解に資するものである．

タイトル	Normal-faulting stress state associated with low differential stress in an overriding plate in northeast Japan prior to the 2011 Mw 9.0 Tohoku earthquake
著者	大坪　誠，宮川歩夢，今西和俊
掲載誌	Earth, Planets and Space　2018
福島県いわき地域での2011年東北沖地震発生前の時間的空間的な応力変化を明らかにした．この成果は，2008年以降に卓越するマグニチュード7クラスの海溝型地震後の地殻変動の影響の可能性を示したもので，この地域の断層運動を起こす応力の理解に資するものである．

タイトル	Fault rupture model of the 2016 Gyeongju, South Korea, earthquake and its implication for the underground fault system
著者	内出崇彦, S. G. Song
掲載誌	Geophysical Research Letters, vol. 45, 2257-2264, doi:10.1002/2017GL076960（2018年）
2016年韓国・慶州（キョンジュ）地震（マグニチュード（ML） 5.8＝韓国地震観測史上最大）とその最大前震（ML 5.1）の破壊過程を地震波形解析によって推定し，高い応力降下量や両地震で逆向きの破壊伝播といった特徴を明らかにした．地震活動が低調な韓国において，断層構造の解明と強震動の見積もりに貢献する研究結果である．

タイトル	Underestimation of microearthquake size by the magnitude scale of the Japan Meteorological Agency: Influence on earthquake statistics
著者	内出崇彦，今西和俊
掲載誌	Journal of Geophysical Research - Solid Earth, 123, 606-620. 2018, DOI: 10.1002/2017JB014697
微小地震では，気象庁マグニチュード（M_j）がモーメントマグニチュード（M_w）に比べて系統的に低いという事実を発見し，主に地震波形記録のデジタル変換に起因することを明らかにした．本研究の成果は，地震発生予測等を目指した地震活動解析の改善に資するものである．

タイトル	Effects of longitudinal valley slopes on runup of the 2011 Tohoku tsunami on the Sanriku coast, northeastern Japan
著者	大上隆史，須貝俊彦
掲載誌	Quaternary International, 2018
三陸海岸の河川群を対象として，河谷に沿った津波の遡上高および遡上距離の空間的なばらつきが河床縦断面形の違いによって説明できることを明らかにした．これにより，リアス海岸における津波災害予測の高度化のためには，陸上における地形効果の理解が重要であることを実証的に示した．

タイトル	Age of Izu-Bonin-Mariana arc basement
著者	石塚治，Hickey-Vargas, R.,Arculus, R.J., Yogodzinski, G.M., Savov, I.P, 草野有紀，McCarthy A., Brandl, P., Sudo, M.
掲載誌	Earth and Planetary Science Letters, 48, 80-90, 2018
伊豆－小笠原－マリアナ島弧の基盤岩を国際深海掘削計画（IODP）により初めて採取，その形成年代を40Ar/39Ar年代測定法により決定すると同時に化学組成を明らかにした．海洋プレート沈み込み開始期からその後におきた地質現象について初めてその詳細を明らかにし，モデル化したものであり，この成果はプレートテクトニクス理論の第一級の未解決課題である，プレート沈み込み開始過程の解明に直結する．

タイトル	In-situ Permeability of Fault Zones Estimated by Hydraulic Tests and Continuous Groundwater-Pressure Observations
著者	松本則夫，重松紀生
掲載誌	Earth Planets and Space, 2018
三重県内の中央構造線断層帯（MTL）の透水係数を産総研が掘削した2本の井戸の水理試験と長期水位観測で求めた．求めた透水係数は，MTLの露頭で断層帯の中央からの距離ごとにサンプリングされた岩石の実験から求めた詳細なMTLの透水構造を示した既往研究と類似した値となり，MTLの複雑な透水構造を反映していることがわかった．