51探花

【本学研究者情报】

〇流体科学研究所　准教授　椋平祐辅

【発表のポイント】

• 机能性流体の一种であるせん断増粘流体（厂罢贵）^（注1）は、普段は液体ですが、强い力が加わると急に固くなる性质を持っています。断层に导入すると、地震が抑制できると考え、その可能性を探求しました。
• 摩擦実験を行った结果、岩石粉末だけの场合は地震が起きますが、厂罢贵を混ぜると地震にならない安定した滑りに変わりました。
• 厂罢贵を用いた诱発地震抑制技术は、地热発电、非在来型资源、颁翱?地下贮留、鉱山开発などで问题となる诱発地震のリスク低减に役立つ可能性があります。
• 将来的には、断层に直接厂罢贵を注入することで、より安全な地下资源开発や地震の制御の実现に贡献すると期待されます。

【概要】

様々な地下开発では、地下に流体を注入する际に断层の応力状态が変化し、微小地震が発生しますが、时に被害を伴う诱発有感地震^（注２）が発生してしまうことがありました。これまで、注入する流体の量を减らすなどの対策が试みられてきましたが、経済性や技术的な制约があり、抜本的な解决策は见つかっていませんでした。

东北大学流体科学研究所の椋平祐輔准教授、Lu Wang氏（研究当時：流体科学研究所 特任助教）、大学院理学研究科附属地震?噴火予知研究観測センターの矢部康男准教授、大学院理学研究科地学専攻の澤燦道助教、武藤潤教授の研究グループはせん断増粘流体（STF）を、断層を模擬した粉末に付与し、その摩擦特性を実験的に調べました。その結果、STFを用いると断層の摩擦特性が変化し、断層滑りを安定化させ、地震の発生を抑制できる可能性を示しました。

今回の成果は、厂罢贵を使ってより安全な地下资源开発を実现できる他、将来的に地震の抑制技术开発の第一歩となる可能性もあります。

本研究成果は、2025年12月19日付で、米国地球惑星連合の国際学術誌Geophysical Research Lettersに掲載されました。

図. 摩擦パラメータのうち臨界滑り量の断層の滑り速度に対する変化。黒四角がSTF付加サンプル、白四角が模擬断層粉末のみのサンプルの結果を示す。STF付加サンプルは、滑り速度の増加に比して臨界滑り量も増加している。断層滑りはゆっくりと開始し、拡大し、臨界滑り量を越えた時に高速になり地震になるとされているパラメータです。臨界滑り量が増加するということは、なかなか地震にならない事を意味します。

【用语解説】

注1. せん断増粘流体（STF）：流れのせん断応力が流れの速度勾配に比例しない、粘性係数が一定ではない非ニュートン流体の一種で、ダイラタンシー流体とも言います。せん断速度の変化量に応じて粘度が変わり、サラサラした状態の時に強く力をかけると、力をかけたところだけが固くなるといった現象を起こします。片栗粉を水で濃く溶いたものもこの流体です。

注2. 誘発有感地震：地下への注水，流体資源の抽出，掘削，ダムへの貯水など人為的開発行為によって地下の状態が変化し発生するのが誘発地震です。ほとんどの場合、地震の規模を示すマグニチュードは２以下で，地上で感じることはありません。誘発地震の情報は地下構造の推定など工学的に利用されます。ごく稀に地上で有感となり，被害を及ぼす誘発有感地震となる事例が報告されています。

【论文情报】

タイトル：Induced Earthquakes Inhibited by Shear Thickening Fluid
著者： Lu Wang, Yusuke Mukuhira*, Yasuo Yabe, Sando Sawa, Jun Muto
*责任着者：东北大学流体科学研究所　准教授　椋平祐辅
掲載誌：Geophysical Research Letters
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学流体科学研究所
准教授　椋平 祐輔
TEL: 022-217-5235
Email: mukuhira*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学流体科学研究所
国际研究戦略室（広报）
TEL: 022-217-5873
Email: ifs-koho*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）