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Investigation into the distribution of frictional strength on the plate interface and the large-thrust earthquake occurrence by seismic wave theory

Research Project

Project/Area Number 23K25967
Project/Area Number (Other) 23H01271 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

宮澤 理稔  京都大学, 防災研究所, 教授 (80402931)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 亀 伸樹  東京大学, 地震研究所, 准教授 (90304724)
西村 卓也  京都大学, 防災研究所, 教授 (90370808)
Project Period (FY) 2024-04-01 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000)
Fiscal Year 2027: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
Keywords摩擦強度 / プレート境界 / 地震波干渉法 / プレート間固着 / GNSS / プレート間巨大地震 / 地震波動論 / 南海トラフ地震 / 地震反射波
Outline of Research at the Start

地球科学的観測により巨大地震が発生するプレート境界の状態の理解が進みつつあるが、様々なアプローチで検証し、新たな知見を加えていくことが重要である。本研究では、地震波の解析を通じて、プレート境界における摩擦の状態を高い時空間分解能で推定するとともに、その状態変数が地震の発生前後で時空間的にどのように分布し変化しているのかを捉える。これにより、巨大地震を発生させるプレート境界の物理の理解を進める。

Outline of Annual Research Achievements

過去20年間に取得された日本列島の高感度地震観測網の記録を整理し、西南日本のプレート沈み込み帯に着目して、実データの解析を進めた。対象地域は、プレート境界におけるスロースリップや低周波地震の観測されている四国西部~大分県にかかる地域である。主にHi-netの記録を用いて、プレート境界からの反射波の抽出を行った。この地域で発生したM4以上の77個の自然地震による地震波のうち、場にエネルギーが等分配されているコーダ波部分に対し、地震波干渉法を適用した。この手法では任意の2観測点を伝わる波を取り出すことができるが、振幅の大きなSH成分のみを取り出せるよう、方位や設置された地震計の回転を補正した。なお、常時微動では十分なエネルギーがなく、エネルギー到来方向に季節性が認められることから、連続記録は用いなかった。解析により求められた波形と、3次元波線追跡計算に基づく理論走時とを比較したところ、プレート境界からの反射波と考えられる信号が得られた場合もあったが、多くについてはその判断が難しかった。
これとは独立に、GNSSおよびGNSS-Aデータを組み合わせて、四国沖から九州沖にかけてのプレート間固着状況を推定した。この際、解析領域を3つのブロックに分割し、それぞれのブロック運動を推定した。暫定的に求められたモデルによると、大分県沖や豊後水道では強いプレート間固着が見られた。さらに2024年8月8日に発生したM7.1の日向灘の地震の発生場所は、固着からクリープ領域に遷移する領域であることが推定された。
更に本研究課題に関連し、地震シミュレーションとデータ同化に関する研究も進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

波動論的手法によるプレート境界の固着状況の調査については、昨年度までに解析手法の確立や、データの整理作業がほぼ終わり、データの解析作業に入った。しかし期待されたほどの信号を抽出することができていないことが分かった。
GNSS観測記録に基づくプレート境界の固着状況や滑り欠損の推定については、順調に解析が進んだ。また最近大地震が発生したため、この地震との比較も行うことができたことにより、成果が挙がっている。
このため全体として、おおむね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

地震波記録からは直ちに時間変化を見出すことが難しいと判断し、まずはより多くの記録を足し合わせる事で、基準となる信号を抽出する事を試みる。
GNSS記録の解析については、現在得られている結果は暫定的であるため、他のデータとの整合性を図るなど、より詳細に検討を進めていく。

Report

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

    (8 results)

All 2025 2024

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] 地震波干渉法を用いた四国西部におけるプレート境界反射波検出の試み2025

    • Author(s)
      宮澤理稔
    • Organizer
      令和6年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] GNSSデータを用いた日向灘におけるプレート間固着状況の推定2024

    • Author(s)
      小松理子・西村卓也・松島健・廣瀬仁
    • Organizer
      日本測地学会第142回講演会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of biomaterial interface on rupture along strike slip branch faults2024

    • Author(s)
      Marschall, E., Douilly, R., Kame, N
    • Organizer
      NMEM2024
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigating the effects of velocity contrasts on rupture propagation along branching faults: Implications for the junction between the Mission Creek, Banning and the Southern San Andreas fault2024

    • Author(s)
      Marschall, E., Kame, N., Douilly, R.
    • Organizer
      2024 SCEC Annual Meeting
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大規模言語モデル×地震研究をテーマとしたハッカソンの実施2024

    • Author(s)
      久保久彦・Wu Stephen・加納将行・加藤慎也・小穴温子・岡崎智久・岡田望海・亀 伸樹・小寺祐貴・佐藤大祐・下條賢梧・溜渕功史・直井 誠・西山竜一・平原和朗・宮本崇・山田真澄
    • Organizer
      日本地震学会秋季大会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of biomaterial interface on rupture along strike-slip branch faults2024

    • Author(s)
      Marschall, E., Douilly, R., Kame, N.
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of fault geometry and dilatancy on rupture segmentation of the Gofar oceanic transform fault, East Pacific2024

    • Author(s)
      Zhang, W., Liu, Y., Kame, N.
    • Organizer
      AGU Fall Meetin
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 地震・津波波源推定に向けたプレート間摩擦強度測定のための反射および透過SH波振幅2024

    • Author(s)
      宮澤理稔
    • Organizer
      令和5年度 京都大学防災研究所 研究発表講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2023-04-18   Modified: 2025-12-26  

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