余効すべり過程の理論解析と数値モデリングに基づく摩擦特性の推定

• Project Area: Crustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake-
• Project/Area Number: 15H01148
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 有吉 慶介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 研究員 (20436075)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 余効すべり / 摩擦構成則 / 断層力学 / 地震学 / ゆっくり地震 / 余震発生過程

Outline of Annual Research Achievements

本年度は，余効すべり伝播速度と摩擦特性との関係について，数値シミュレーション結果に基づく近似条件を駆使して，解析的に導出することに成功した．その結果が妥当かどうかを検証するため，解析解で求められた伝播速度と，数値シミュレーションで実際に伝播した速度を比較した結果，地表に近い地点を除いた全域において，１桁以内に収まっていることを確認した．
これにより，解析解と摩擦特性との関係を定量的に議論することが可能となった．そのうち，摩擦係数と有効法線応力との関係について着目すると，有効法線応力が非常に小さい場合，速度増加に伴う摩擦抵抗力の降下量（b*sigma)が小さくなるため，時間遅れを伴う伝播が出来ないことが理論的に説明することが出来た．これは，海溝に近いごく近傍において，見かけ摩擦係数が小さいなどの条件が重なると，余効すべりによってすべり欠損を解消することが出来ず，深部側で発生した地震と共に一気にすべることでしか解放できないことを示唆するものである．
上記の解釈は，東北地方太平洋沖地震の観測結果と整合するものであり，話をまとめるにあたり，UC Berkeley の Roland Burgmann 教授の元に滞在し，その研究室の学生達とも有意義な議論をすることが出来た．また，天然資源の開発利用に関する日米会議（UJNR)地震調査専門部会がナパで開催され，この研究が発展する元の論文の著者である米国地質調査所(USGS) の Joan Gomberg 氏らと議論することが出来，米国での滞在を通じて人脈も広げることが出来た．
これまでの研究では究明出来なかったことから，近いうちに主要な国際科学雑誌の論文としてまとめる予定である．

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 防災減災に資するUrgent Computing への挑戦 (2016)
  • Author(s): 小林 広明・越村 俊一・下條 真司・有吉 慶介
  • Journal Title: ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム論文集 Volume: 2016 Pages: 128-129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] マリンサイエンスセミナー：繰り返し地震活動から解き明かす地震発生パターンの特徴 (2016)
  • Author(s): 有吉 慶介
  • Journal Title: BlueEarth Volume: 142 Pages: 26-29
  • NAID: 40020827960
  • Open Access
• [Presentation] Modeling Research toward Earthquake Disaster Mitigation by using Japanese High Performance Computing Systems (2016)
  • Author(s): Keisuke Ariyoshi, Ryoko Nakata, Mamoru Hyodo, Takane Hori
  • Organizer: 11th Joint Meeting U.S.-Japan Natural Resources Panel on Earthquake Research
  • Place of Presentation: Silver Resort Hotel (Napa, USA)
  • Year and Date: 2016-11-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Characteristics of frictional properties' dependency on afterslip propagation speed (2016)
  • Author(s): Keisuke Ariyoshi, Toru Matsuzawa, Akira Hasegawa, Ryota Hino, Takane Hori
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 13th Annual Meeting
  • Place of Presentation: China National Convention Centre (Beijing, China)
  • Year and Date: 2016-08-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Characteristics of frictional properties' dependency on afterslip propagation speed (2016)
  • Author(s): Keisuke Ariyoshi, Toru Matsuzawa, Akira Hasegawa, Ryota Hino, Takane Hori
  • Organizer: Crustal Dynamics 2016: Unified Understanding of Geodynamic Processes at Different Time and Length Scales
  • Place of Presentation: Takayama City Cultural Hall (岐阜県高山市)
  • Year and Date: 2016-07-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] JAMSTECのHPCシステムを利用した海溝型巨大地震の防災・減災への取り組み (2016)
  • Author(s): 有吉 慶介・中田 令子・兵藤 守・堀 高峰
  • Organizer: 2016年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学のシンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパス 片平さくらホール(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-06-07
• [Presentation] 余効すべり伝播速度に関する摩擦特性の依存性 (2016)
  • Author(s): 有吉 慶介・松澤 暢・長谷川 昭・日野 亮太・堀 高峰
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • Year and Date: 2016-05-23
• [Presentation] 繰り返し地震の揺らぎから紐解く余効すべりの特徴 (2016)
  • Author(s): 有吉 慶介
  • Organizer: 研究集会「相似地震再来特性の理解に基づく地殻活動モニタリング手法の構築」
  • Place of Presentation: 東北大学地震予知研究観測センター別館会議室(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-01-25
• [Presentation] 余効すべり伝播速度から推定される有効法線応力の絶対値 (2015)
  • Author(s): 有吉 慶介
  • Organizer: 地殻流体研究集会
  • Place of Presentation: 高知コア研究センター(高知県高知市)
  • Year and Date: 2015-12-21
• [Presentation] 相似地震解析から推定された海底地殻変動の特徴と今後の課題 (2015)
  • Author(s): 有吉 慶介・内田 直希・五十嵐 俊博
  • Organizer: 海洋理工学会平成27年度秋季大会
  • Place of Presentation: 京都大学楽友会館(京都府京都市)
  • Year and Date: 2015-10-30