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沈み込み帯浅部の地震波速度・異方性構造とプレート境界すべり様式の関係

Research Project

Project/Area Number 23K03522
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高木 涼太  東北大学, 理学研究科, 准教授 (10735963)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords沈み込み帯 / 地震波速度構造 / 常時微動 / 表面波 / 海底地震観測 / S-net / 微動 / プレート境界地震 / 日本海溝 / 異方性 / 地震波干渉法
Outline of Research at the Start

沈み込み帯浅部のプレート境界では、巨大地震やスロー地震など様々な断層すべり現象が発生しているが、何がその断層すべり様式を規定するのかは明らかになっていない。そこで、海底地震観測網データと独自の最先端解析技術を活用した常時微動表面波トモグラフィー解析により、北海道・東北沖の千島・日本海溝沈み込み帯浅部海域下の3次元S波速度・異方性構造を推定する。本研究で得られる3次元S波速度・異方性構造と巨大地震のすべり分布や通常地震・スロー地震の震源分布との空間的な対応関係を明らかにし、沈み込み帯浅部におけるプレート境界すべり様式を規定するメカニズムの理解につなげる。

Outline of Annual Research Achievements

日本海溝北部の青森沖と岩手・宮城沖において2006-2007年および2007-2008年に実施された自己浮上型海底地震観測データに常時微動表面波トモグラフィー解析を適用し、同領域の沈み込み帯浅部における詳細な地殻構造を明らかにした。使用した地震観測網は、観測点間隔が約20 kmであり、定常観測網(S-net)に比べて高密度なため、このデータを活用することでより詳細なS波速度構造の推定が可能である。今年度は、昨年度解析した青森沖のデータに加えて岩手・宮城沖のデータも併せて解析することで、日本海溝北部における北緯41.0-41.5度付近・北緯40.0度付近・北緯39.0度付近に存在する3つの微動発生域に空間的によく対応する低S波速度異常域を検出することに成功した。また、これらの低速度異常域が沈み込むプレート上面付近に沿って海溝から100 km程度の領域まで存在することが明らかになった。海溝から100 km程度の領域は海洋プレートとともに沈み込む堆積層からの脱水深度に対応することから、検出した低S波速度異常域は沈み込む海洋プレート上の堆積層から脱水した流体による高間隙圧流体の存在を示唆している。また、微動と低S波速度異常域の空間分布に明瞭な相関が見られることから、沈み込む海洋プレート上部の堆積層厚の不均質によって流体供給量が空間的に変化しており、微動発生深度における間隙流体圧と滑り挙動の走向方向の変化を生んでいると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

微動と空間的に良く相関するS波速度構造が推定できたことで、S波速度構造と滑り様式の関係の解明につながる結果が得られつつある。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られた微動とS波速度の対応関係に関して日本海溝南部における検証を行う。また、地震学のみならず地質学的な知見に基づき、構造不均質とプレート境界滑り様式の関係を議論する。

Report

(2 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2025 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Teleseismic evidence for structural heterogeneity in East Japan forearc from seafloor S-net data2025

    • Author(s)
      Suzuki Motoya、Zhao Dapeng、Toyokuni Genti、Takagi Ryota
    • Journal Title

      Tectonophysics

      Volume: 895 Pages: 230579-230579

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2024.230579

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ocean Microseisms Recorded by the Cuban Seismic Network: Time Variation, Spectral Features, and Source Directionality Characteristics2025

    • Author(s)
      Poveda Brossard Viana、Nishida Kiwamu、Enescu Bogdan、Takagi Ryota
    • Journal Title

      Seismological Research Letters

      Volume: 96 Issue: 2A Pages: 758-771

    • DOI

      10.1785/0220240351

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Role of a Hidden Fault in the Early Process of the 2024 Mw7.5 Noto Peninsula Earthquake2024

    • Author(s)
      Yoshida Keisuke、Takagi Ryota、Fukushima Yo、Ando Ryosuke、Ohta Yusaku、Hiramatsu Yoshihiro
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 51 Issue: 16

    • DOI

      10.1029/2024gl110993

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Anisotropic structure at shallow depths across the Japan Trench.2024

    • Author(s)
      Tonegawa,T., Shiomi, K.and Takagi, R.
    • Journal Title

      Earth Planets Space

      Volume: 76 Issue: 1 Pages: 113-113

    • DOI

      10.1186/s40623-024-02059-8

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Shear wave splitting and seismic velocity structure in the focal area of the earthquake swarm and their relation with earthquake swarm activity in the Noto Peninsula, central Japan2024

    • Author(s)
      Okada Tomomi、Savage Martha K.、Sakai Shin’ichi、Yoshida Keisuke、Uchida Naoki、Takagi Ryota、Kimura Shuutoku、Hirahara Satoshi、Tagami Ayaka、Fujimura Ryotaro、Matsuzawa Toru、Kurashimo Eiji、Hiramatsu Yoshihiro
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 76 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1186/s40623-024-01974-0

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ambient noise multimode surface wave tomography2024

    • Author(s)
      Nishida Kiwamu、Takagi Ryota、Takeo Akiko
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 11 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-023-00605-8

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 稠密海底地震観測データに基づく日本海溝北部の3次元S波速度構造推定2024

    • Author(s)
      高木涼太、 東龍介、日野亮太、西田究、篠原雅尚
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2024年大会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 日本海溝北部における浅部微動分布とS波速度構造の空間相関2024

    • Author(s)
      高木涼太、 東龍介、日野亮太、西田究、篠原雅尚
    • Organizer
      日本地震学会2024年度秋季大会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] S-netで観測された常時微動表面波の位相速度の方位依存性2023

    • Author(s)
      高木涼太、西田究
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 常時微動を用いた日本海溝・千島海溝会合部におけるS波速度構造推定2023

    • Author(s)
      髙木涼太、東龍介、日野亮太、西田究、篠原雅尚
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 地震計ノードを用いた常時微動観測に基づく能登半島下のS波速度構造推定2023

    • Author(s)
      高木涼太、岡田知己
    • Organizer
      2023年度東京大学地震研究所共同利用研究集会「地震波形解剖学 3.0」-高密度観測・高周波数地震動で視る地殻・マントル不均質構造-
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2025-12-26  

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