Long-term aseismic sliding processes preceding unstable slip

Research Project

Project/Area Number	19K04032
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Kato Naoyuki 東京大学, 地震研究所, 教授 (60224523)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000) Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	地震 / 非地震性すべり / 摩擦 / 地震サイクル
Outline of Research at the Start	岩石実験に基づく速度・状態依存摩擦則を用いた数値シミュレーションにより，不安定すべり発生に先行する非地震性すべりを調べる．これまで主に研究されてきた不安定すべり発生直前の破壊核形成に加え，それよりもかなり早い段階から発生している，より低速度の非地震性すべりの発生・伝播過程について特に注目し，このすべりについて周期的なすべり速度ゆらぎや，規模，伝播速度等の摩擦パラメター依存性を明らかにする．
Outline of Final Research Achievements	I investigated propagation of aseismic sliding preceding unstable slip, by conducting numerical simulations of earthquake cycles with a rate- and state-dependent friction law. Aseismic sliding within the shallow velocity-weakening plate interface is generated by stress concentration due to deep stable sliding within the velocity-strengthening region. The propagation velocity of aseismic sliding, which propagates upward along the plate interface, is inversely proportional to the applied effective normal stress and independent of the characteristic slip distance of the friction law. This result is theoretically consistent with a model on the basis of fracture mechanics. Stresses and frictional property of plate interfaces may be estimated from observational data about propagation of aseismic sliding.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	速度・状態依存摩擦則を利用したモデルにより，プレート境界の多様なすべり現象が説明可能となり，地震サイクルの数値モデルが実現している，しかしながら，プレート境界の応力や摩擦パラメタについての情報は乏しい．本研究では，観測データから，プレート境界の応力や摩擦パラメタを推定できる可能性を示し，より適切な地震サイクルモデルの実現に寄与すると考えられる．また，地震発生に先行する非地震性すべりの特徴を明らかにしたことから，地震に至る過程の詳細が解明され，地震発生への切迫度が評価できる可能性が示された．