2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of models for deformation and fault slip processes in the island arc crust
| Project Area | Crustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake- |
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26109007
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| Research Institution | Building Research Institute |
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Principal Investigator |
芝崎 文一郎 国立研究開発法人建築研究所, 国際地震工学センター, 上席研究員 (20344012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 卓也 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90370808)
飯沼 卓史 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 (10436074)
矢部 康男 東北大学, 理学研究科, 准教授 (30292197)
安藤 亮輔 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10455256)
野田 博之 京都大学, 防災研究所, 准教授 (50619640)
大園 真子 北海道大学, 理学研究院, 講師 (10623837)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 島弧地殻 / 変形 / レオロジー / 断層 / モデル化 / 余効変動 / 東北沖地震 / 歪集中帯 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、以下の三つの研究を実施した。
(1)東北沖地震後約一年間の余効変動データを基に構築された粘性構造モデルを用いて、東北～関東地方太平洋岸の今後の隆起・沈降の見通しに関する定量的評価を行った。2011年東北沖地震の広域余効変動のモデル化について、2018年3月までの北東アジア地域のGNSSデータを解析した。時系列および変動の分布を説明する球面成層構造モデルを2層、3層構造の場合で考え、その違いや影響を明らかにした。プレート境界において浅部アスペリティ―における固着を考慮することで、東北沖地震発生前の100年間における長期的な前弧における沈降過程のモデル化を行った。
(2)西南日本のGNSS変位速度データをブロック断層モデルでモデル化し内陸のブロック運動とプレート間固着の同時推定を行った。また2016年鳥取県中部地震の地震時・地震後地殻変動の解析を行い、地震後すべりが地震時すべりの浅部で発生していることを明らかにした。また、山陰地方を対象に歪集中帯の長期的変形や応力場のモデル化を行った。
(3)3次元境界積分方程式法の高速計算アルゴリズム（FDP-BIEM）を用いて、内陸活断層の複雑形状を取り扱うことのできる計算コードを整備した。本コードを用いて、2014年長野県北部地震の動的破壊過程を再現し、地震観測により推定された断層すべり分布の大局的な特徴を再現できることを示した。内陸の大活断層のモデルとして、深部に延性剪断帯を持つ断層の地震サイクルモデルを構築した。特に、海溝型巨大地震による応力擾乱を入力できる様、応力境界条件に対応したモデルを作成、基礎的性質として一定応力場における挙動を調べた。2次元面外問題の動的地震サイクルシミュレーションを、マクスウェル粘弾性体へ拡張した。2007年12月27日に南アフリカ大深度金鉱山で発生したMw2.2の地震の震源域の応力場を推定した。
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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
東北沖地震後の海陸の地殻変動を、アセノスフェアにおける粘弾性変形とプレート境界での余効すべりによってモデル化すべく、大規模有限要素法モデルの構築に着手し、フォワード計算によって、 観測値が概ね再現可能であることを示した。また、東北沖地震発生前の100年間における長期的な前弧における沈降過程のモデル化に関しては、論文化を進めており順調に進んでいる。西南日本の内陸のブロック運動とプレート間固着の同時推定は論文化の準備が進められている。2014年長野県北部の地震の動的破壊過程のシミュレーション結果は、Earth,Planets and Space誌に掲載された。また、同様の手法を国内外の大地震に適用する準備を行うなど順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
5年間の総まとめとして、モデル構築と論文化を進める。さらに、他班との融合研究を積極的に進める。非線形粘弾性応答及び地形の効果を考慮にいれた有限要素法モデルを用い、地震直後の海陸の地殻変動観測データを基にレオロジーパラメターを拘束することで、東北沖地震の純地震時すべり分布を余効すべり分布と共に推定する。流体班により得られた、温度構造、含水量分布、蛇紋岩化域分布を基にレオロジー構造モデルを構築し、巨大地震発生サイクルに伴う島弧海溝系における2次元応力変動モデルを構築する。山陰歪集中帯、中部日本における歪集中帯の変形・応力場・地形形成の融合モデルを構築する。観測で得られた広域応力場を考慮して、2016年熊本地震や2016年カイコウラ（ニュージーランド）地震を再現する。東北沖地震後の応力変動のモデル結果を考慮して、内陸活断層での地震発生サイクルシミュレーションを行う。
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[Journal Article] Volcanic deformation of atosanupuri volcanic complex in the kussharo caldera, japan, from 1993 to 2016 revealed by jers-1, alos, and alos-2 radar interferometry2017
Author(s)
Fujiwara, S., M. Murakami, T. Nishimura, M. Tobita, H. Yarai, and T. Kobayashi
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Journal Title
Earth, Planets Space
Volume: 69
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Imaging the distribution of transient viscosity after the 2016・EEE@Mw 7.1 Kumamoto earthquake2017
Author(s)
Moore, J. D. P., H. Yu, C.-H. Tang, T. Wang, S. Barbot, D. Peng, S. Masuti, J. Dauwels, Y.-J. Hsu, V. Lambert, P. Nanjundiah, S. Wei, E. Lindsey, L. Feng, and B. Shibazaki
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Journal Title
Science
Volume: 356
Pages: 163-167
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Prestate of stress and fault behavior during the 2016 Kumamoto earthquake (M7.3)2017
Author(s)
Matsumoto, S., Y. Yamashita, M. Nakamoto, M. Miyazaki, S. Sakai, Y. Iio, H. Shimizu, K. Goto, T. Okada, M. Ohzono, T. Terakawa, M. Kosuga, M. Yoshimi, and Y. Asano
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Journal Title
Geophys. Res. Lett.
Volume: 45
Pages: 637-645
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] The DSeis Project: Drilling into Seismogenic zones of M2.0 to M5.5 earthquakes in South African gold mines2017
Author(s)
Yabe，Y., H. Ogasawara, T. Ito, G. van Aswegen, R. Durrheim, A. Cichowicz, T. C. Onstott6, T. L. Kieft, M. S. Boettcher, S. Wiemer, M. Ziegler, S. A. Shapiro, H. K. Gupta, and P. Dight
Organizer
AGU 2017 Fall Meeting
Int'l Joint Research / Invited
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