Development of models for deformation and fault slip processes in the island arc crust

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Crustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake-
• Project/Area Number: 26109007
• 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: Building Research Institute
• Principal Investigator: Bunichiro Shibazaki 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)
• 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) ; 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) ; 矢部 康男 東北大学, 理学研究科, 准教授 (30292197) ; 大園 真子 北海道大学, 理学研究院, 講師 (10623837) ; 縣 亮一郎 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, ポストドクトラル研究員 (80793679)
• Research Collaborator: HINO Ryota ; KIDO Motoyuki ; HORI Takane ; ARIYOSHI Keisuke ; SASAJIMA Ryohei
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 島弧地殻 / 変形 / 媒質特性 / 断層レオロジー / モデル化 / 2011年東北沖地震 / 余効変動 / 歪集中帯

Outline of Final Research Achievements

We advanced the understanding of the deformation process before and after the 2011 Tohoku-oki earthquake and the generation processes of the large inland earthquakes by reproducing them through numerical modeling. (1) We analyzed and modeled postseismic deformation of the Tohoku-oki earthquake, and reproduced the forearc subsidence in around 100 years before the earthquake and the stress field before and after the earthquake. (2) We analyzed the crustal deformation data of the Japanese island arc, and clarified the strain concentration zones and major fault movements in southwest Japan. We also clarified that the strain concentration process in each region of the Japanese island is controlled by thermal anomaly, crustal fluid, and geological structure. (3) We succeeded in modeling the earthquake cycle by considering fault rheology such as brittle-ductile transition and pressure solution creep, and in reproducing the dynamic rupture propagation of the recent large inland earthquakes.

Free Research Field

地震学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

東北日本における現実的なレオロジー構造モデルを構築し、東北沖地震後および地震間の地殻変動をモデル化することにより、海溝型超巨大地震サイクルにおける島弧内陸における変動の理解を格段に進めた。本成果は他の地域で発生する海溝型巨大地震に対しても適用可能な重要な知見である。また、内陸における歪集中域の分布や西南日本における主要な断層運動を明らかにし、内陸の歪集過程や内陸地震の動的破壊過程の再現に成功した。これらの成果は、観測研究とモデル化により、内陸地震発生の可能性が高い場所と破壊過程をある程度予測できることを示す重要な成果である。