2018 Fiscal Year Annual Research Report
海底火山体において繰り返し発生する津波地震の物理メカニズム解明
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17J02919
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三反畑 修 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 火山性津波地震 / 津波 / 海底火山 / 火山性地震 / カルデラ / 地殻変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震規模から想定されるよりも大きな津波を引き起こす火山性津波地震の発生メカニズムの解明を目的として，津波地震に伴う地殻変動を津波解析に基づき調べ，カルデラの形状を考慮した地殻変動モデリングを行い，新たな震源モデルを提案した．初めて詳細な地殻変動の空間分布を明らかにしたことに加えて，それに基づき詳細な震源断層構造を提案したことは，火山性津波地震の発生メカニズムの解明のために重要な成果である．下記に詳細な内容を記す．
1. 昨年度中に行った2015年鳥島近海地震に対して行なった津波解析の結果成果を，国内学会JpGUおよび国際学会AOGSにおいて発表した．本研究では，海底カルデラ壁内部に集中した１メートル以上の隆起および，それを取り囲む数十cm程度の沈降からなる地殻変動が起きていたことを明らかにした．
2. 017年にニュージーランド・ケルマディック諸島近海で発生した火山性津波地震に対して，津波波形差分法計算を用いた津波波形インバージョン解析を行った．その結果，鳥島地震と同様に海底カルデラ周辺において，カルデラ壁内部の１メートル超の大きな隆起現象とカルデラ縁南壁外側に沿った明瞭な沈降現象を明らかにした．本研究成果を，国内学会JpGU・地震学会，国際学会AGUにおいて発表した．
3. 火山性津波地震の地殻変動を，カルデラの地下形状を考慮した地殻変動モデリング手法を用いて再現し，新たな震源モデルを提案した．環状断層すべりに伴い発生する応力場で水平クラック断層が開口するモデルを仮定して地殻変動を計算すると，カルデラ内部に広がる大きな隆起現象とカルデラ縁の外側の沈降現象が同時に再現された．本研究成果は，2018年度の国内学会JpGU・地震学会で発表予定であるほか，2,3の成果をまとめた論文を執筆中である．
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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
研究に大きな進展があり，現在論文を執筆中である．進展した内容は下記の通りである．
第一に，2017年ケルマディック諸島近海で発生した火山性津波地震の津波解析を行い，地殻変動の空間分布を明らかにした．第二に，既存の手法に改良を加え，カルデラでの隆起現象を再現する地殻変動モデリング手法を開発した．第三に，開発した地殻変動モデリング手法を用いて津波解析から推定した地殻変動を説明する震源モデルを提案した．
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| Strategy for Future Research Activity |
1. これまでの研究から高周波成分に富んだ津波計算には，海水の圧縮性と地球の弾性効果を考慮する必要があることがわかってきた．そこで近年に開発された位相補正という津波波形計算手法を応用・発展させ，高周波津波の高精度な伝播計算手法を開発し，海水圧縮性と地球弾性効果の津 波波形への影響を定量的に評価し，実際の津波現象に適用する．
2. 2017年に発生したケルマディック諸島近海地震および2015年の鳥島近海地震に対して，1の手法を用いた津波インバージョン解析を行い，地震に伴う地殻変動を推定する．深海底に設置された複数の海底水圧計および沿岸の潮位計の津波記録を用いる事で，詳細な地殻変動空間分布を推定する．
3. 震源の断層構造とすべり分布を推定する．カルデラ形状を考慮して地殻変動励起源(震源断層)を仮定し，三角形メッシュ化した断層構造でのすべり現象による地表での地殻変動分布を計算し，2で推定された地殻変動分布と比較する．これによって断層構造およびすべり量を推定し，運動学的震源モデルを構築する．
4. 米国カリフォルニア工科大学を研究訪問して金森博雄名誉教授と共同研究を行う．3で構築した運動学的震源モデルを用いた地震波シミュレーションを行い，計算結果と観測を比較する事によって，震源モデルの妥当性を検証する．
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