数理的・計算科学的に適切な長時間プレート沈み込みシミュレーション手法の開発

Research Project

Project/Area Number	18K18797
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	堀高峰国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), センター長 (00359176)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000) Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000) Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000) Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	全球スケール / 長時間沈み込み / 準拠楕円体 / 長時間プレート沈み込み / 沈み込み現象 / 地質学的時間スケール
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、数百万年を超える地質学的時間スケールでのプレート沈み込み現象を数理科学・計算科学の知見を活かして適切に計算できる手法を構築するとともに、その結果を地球物理学的時間スケール(数百年以内の巨大地震の繰り返し発生等)の計算での初期条件・境界条件に取り入れることを可能にすることである。そして、このような数理的・計算科学的に適切な問題設定での解析・計算を積み重ねることで、巨大地震の発生やその準備過程等の地殻活動のモニタリングと予測を、ここまでは最低限の数理的・計算科学的根拠があると示した上で社会に情報提供できるようにすること、さらに、その基盤となる数理計算固体地球科学分野を確立することが、本研究の最終的に目指す目標である。本研究によってそのための端緒を開くことを目指す。本年度は、長時間沈み込み計算で、３次元構造を考慮する場合に必要になる、全球スケールでの粘弾性応答計算の手法についての検討を行った。これまでの全国一次地下構造モデルをベースとした超大規模有限要素モデルでは、全球スケールでの長時間の沈み込み計算は、「富岳」等のスパコンを用いても現実的ではない。そこで、全球スケールを対象としたモデル計算を行なっているスペクトル要素法を用いた粘弾性応答計算を行なっている研究グループの協力を得ることとした。第一段階として、西南日本を対象とした全国一次地下構造モデルをベースに、超大規模モデルに比べて簡略化した3次元不均質粘弾性モデルを構築し、粘弾性応答のテスト計算を実施した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 懸案となっていた長時間沈み込みの定式化課題解決に向けて前進はしたものの、他業務の対応のため十分な時間を割くことができなかった。
Strategy for Future Research Activity	全球スケールでの粘弾性応答計算を活用することで、長時間沈み込み問題を解決する計画。