[S-CG46] Uncovering stress accumulation and fault strengthening of megathrust earthquakes

[SCG46-P02] 東北地方太平洋沖地震(2011年３月11日）浅部破壊領域の地質構造：IODP JTRACK Exp.405の珪藻化石層序速報

*岩井 雅夫¹、氏家 恒太郎²、小平 秀一³、Regalla Christine⁴、Conin Marianne⁵、Kirkpatrick Jamie⁶、Fulton Patrick⁶、萩野 穣⁷、金松 敏也³、山本 由弦⁸、Nicholson Uisdean⁹、Gough Amy⁹、山口 飛鳥¹⁰、Pizer Charlotte¹¹、Schaible Kaitlin¹²、Jurado Maria¹³、Doan Mai-Linh¹⁴、中村 恭之³、宮川 歩夢¹⁵、林 為人¹⁶、前田 玲奈³、奥津 なつみ³、江口 暢久³、IODP JTRAC Exp.405 乗船研究者¹⁷ (1.高知大学　海洋コア国際研究所、2.筑波大学、3.JAMSTEC、4.Northern Arizona University、5.Lorraine University、6.Cornell University、7.山形大学、8.神戸大学、9.Heriot-Watt University、10.東京大学　大気海洋研究所、11.University of Innsbruck、12.University of Texas at Austin、13.Geosciences Barcelona CSIC、14.Université Grenoble Alpes、15.産総研 地質調査総合センター、16.京都大学、17.https://www.jamstec.go.jp/chikyu/e/exp405/crew_all.html)

キーワード：国際深海科学掘削計画第405次航海、日本海溝、2011年東太平洋沖地震、浅部破壊領域、珪藻化石層序、JTRACK

現行国際深海科学掘削計画（IODP）最後の第405次航海（2024年９月−12月）が、仙台沖日本海溝において掘削船地球を用い実施された。本航海では2つの地点C0019・C0026において、掘削や孔内計測、長期孔内観測装置の設置等が行われた。
C0019は、壊滅的な津波被害をもたした50m以上の浅部断層すべり帯に位置し、COO26は太平洋プレートの日本海溝近傍海側斜面に位置する。ほぼすべてのコア・キャッチャー試料と必要に応じて採取された船上試料を用い珪藻化石分析を実施、コア試料の年代を決定を行った。

C0019(Holes JおよびK)においては、すでに確立されている北太平洋と赤道太平洋の珪藻化石帯・生層準から、前縁プリズム内の地質構造が明確になり、主要な断層の位置を特定した。全体として、プリズム内の堆積物の年代は更新世から中新世に及び、主な年代逆転イベントから、〜210 mbsf、〜610 mbsfの分岐断層、および〜826 mbsf のプレート境界断層帯を認定することができた。ほとんどのプリズム内ユニットは、珪藻年代から更新統、鮮新統、および上部中新統であることがわかり、斜面の変形プロセス、軟質堆積物の変形、大規模地滑り堆積物（MTD）あるいは圧縮変形によるプリズム堆積物の厚層化を示唆する証拠と解釈された。 生物層序学的な制約から、プリズム内ユニットは最大〜300 m の厚さに及ぶと示唆された。

Site C0026における珪藻化石は、比較的多く検出され、第四紀〜中期中新世の年代-深度曲線を描くことができた。化石層序による年代-深度曲線から、更新世と鮮新世における平均堆積速度は 33 m/m.y. であったのに対し、後期中新世では 5-15 m/m.y. と低く、前期中新世では 2 m/m.y. と非常に遅いことが明らかになった。前期中新世では非常に遅く（2 m/m.y.未満）ハイエイタスの可能性も示唆された。堆積速度の変化は、海溝までの距離の変化に依存したものと推察される。Core C0026B-20K より下位の褐色粘土からは、珪藻が全く検出されなかった。これは、中新世より前は、黒潮続流以南の亜熱帯旋流下にあったことを示唆する。