Examination of earthquake occurrence condition based on the transition between repeating earthquakes and slow slip
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21K03713
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo (2022)
Tohoku University (2021) |
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Principal Investigator |
内田 直希 東京大学, 地震研究所, 准教授 (80374908)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
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| Keywords | 繰り返し地震 / スロー地震 / 応力緩和 / S-net / プレート境界地震 / 条件付き安定 / 粘性緩和 / すべり様式 / 地震発生条件 |
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| Outline of Research at the Start |
地震は断層がすべる現象であるが，様々なタイプの断層すべりがある．一見，深いところでスロー地震が起きるように見えるが，三陸沖で東北沖地震後にプレート間すべり速度が上がった時には，これまでスロー地震がおきていた深さで地震性すべりが観測された．このような時空間的なプレート間すべり挙動の変化は何が決めているのであろうか？本研究では，東北沖のプレート境界で発生する小さな繰り返し地震を精査し，プレート間すべり様式の時空間変化を正確に決定する．そして，断層面の性質だけでなく，プレート境界近傍での応力緩和(粘性緩和)が地震の発生の有無を支配しているという仮説を検証し，プレート境界の地震発生条件を明らかにする.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では, プレート境界近傍での応力緩和(粘性緩和)が地震の発生の有無を支配しているという仮説を検証する．そのため，繰り返し地震とスロー地震間の時空間的遷移の特徴を東北沖地震の前後に着目し行う．昨年度は新たに構築された海域観測点（S-net）を活用し，機械学習を用いた地震検知・震源決定システムの構築に着手した。本年度はこれが完成し，2016-2020年の東北沖の微小地震のカタログを完成させることができた．このカタログは，海溝海側までM1.5程度までの地震に対して抜けがなく検知できており，今後これを海域の繰り返し地震とスロー地震間の時空間的遷移の特徴の研究に用いることができる．プレート境界型地震発生領域の深部の繰り返し地震とスロー地震間の遷移領域と考えられる宮城県沖の沿岸では，2021年3月と5月に発生したMw7.0 と Mw6.7 の地震付近の微小地震について検討し，3月の地震が，東北沖地震後に出現した Mw5-6の準繰り返し地震の震源から開始したことが分かった。更に Mw5-6準繰り返し地震の震源域の内部で更に小さい繰り返し地震が複数発生していたことが分かった (Yoshida et al., JGR, 2022)．これは，東北沖地震の影響によりスロー地震から小・中規模の繰り返し地震に遷移したものが，さらにM7クラスの地震まで発展することがあることを示している．また，プレート境界型地震発生領域の浅部の繰り返し地震とスロー地震間の遷移領域と考えられる三陸沖の海溝近傍において，繰り返し地震と海底地震計で捉えた微動の関係を調べ，これらが同時に活発化すること，時には両者が5km以内に位置することがわかった．このことは繰り返し地震とスロー地震がとてもよく似た環境で起きていることを示している (Takahashi et al., EPS, 2022)．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度は，アメリカのUC Berkeleyに滞在し，周辺分野の知識の習得やプログラム，データの整理を進めたが，本年度は日本に戻り，より小さな地震まで繰り返し地震を抽出するため，海域のケーブル式地震観測網であるS-netを活用した研究を本格的に開始した．その結果，機械学習を用いた手法を長期，多観測点の地震波形に適用し，地震を検出した．具体的には，東日本の627個の地震観測点での4年間にわたる連続波形データから，602,255個の地震を抽出することに成功した．これにより，これまでより小さな地震まで地震を検知することができるようになり，今後の繰り返し地震とスロー地震間の時空間的遷移の特徴の研究のために重要な基礎データを得ることができた．また，プレート境界型地震の深部限界付近および浅部限界付近の遷移域での地震活動についての共同研究を行い，それぞれの場所で繰り返し地震とスロー地震間の時空間的遷移に関する重要な知見を得て結果を出版した．
以上のように本年度は，地震発生域の時空間変化を調べるにあたって基礎的なデータとなる震源カタログを構築したとともに，繰り返し地震とスロー地震間の関係についての興味深い研究結果を得た．このことから，研究は計画通りに進んでおり，概ね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に東北沖において得られた2016以降の長期の微小地震の地震カタログを活用し，微小地震の分布や時間的変化，スロー地震との関係を調査する．今回，深さの精度がよい震源が得られたこと，場所によりこれまでよりマグニチュードが1程度低い地震まで漏れなく検知できたことを活用する．特に，繰り返し地震とスロー地震の空間的遷移域である，プレート境界型地震の深部限界付近と浅部限界付近において，プレート面外を含めた微小地震の分布を調べ，これらの遷移域における地震活動の特徴を調べ繰り返し地震・スロー地震が発生する環境を明らかにする．また，波形データベースの整備等を行い，この新しいカタログを用いた繰り返し地震の抽出の準備にも着手する．繰り返し地震のカタログが得られたらその結果について，研究協力者（飯沼博士）から提供を受けた測地データに基づく余効すべりのデータを併用し，余効すべりと地震・非地震性すべりの遷移の条件を明らかにしていく。ここでは，従来の陸域観測のデータも併用し，地震発生帯の深さ下限の時間変化および繰り返し地震の発生/非発生・マグニチュード変化を検討する．また，得られた地震カタログと研究協力者（和田博士）から提供を受けた温度シミュレーション結果を用い，プレート境界の深さ方向での地震・非地震性すべりの遷移の条件の解明にも挑戦する．さらに，断層周辺の粘弾性的変形が繰り返し地震のスケーリング則の応力降下量に関するパラドックスを解決できるのではないかという仮説を立て，検証を進める．研究協力者の並木博士との議論や結果の解釈も進め，応力緩和と地震の起こり方の関係についてのモデルの構築に向け研究を推進する．
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
