2018 Fiscal Year Research-status Report
Why did the Kumamoto earthquake stop within the Aso Caldera?: Termination of fault rupture explored by geodetic observation and numerical simulation
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18K03810
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| Research Institution | Geospatial Information Authority of Japan (Geography and Crustal Dynamics Research Center) |
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Principal Investigator |
小林 知勝 国土地理院(地理地殻活動研究センター), その他部局等, 主任研究官 (40447991)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 亮輔 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10455256)
松尾 功二 国土地理院(地理地殻活動研究センター), その他部局等, 研究官 (80722800)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 熊本地震 / 阿蘇カルデラ / 断層破壊 / 測地観測 / 数値計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、内陸地震の断層破壊が火山体内部に進展した様子を捉えた熊本地震を足がかりに、地殻内構造の不均質が断層滑りの終焉にどのように関わっているのかを理解することを目的に、SAR衛星画像による地殻変動解析、重力データ解析による地下構造推定及び動的破壊の数値シミュレーションを行うものである。本年度は、衛星データ解析による地殻変動の分析、重力データの予備的解析、数値シミュレーションの計算環境の構築を行った。
地殻変動解析では、ALOS-2衛星データによる干渉SAR解析及びピクセルオフセット解析結果から得られた阿蘇カルデラ内の地殻変動を詳細に分析した。その結果、阿蘇カルデラ西縁部で、断層運動起因と思われる地殻変動が2方向に分岐していることが認められた。1つは布田川断層東部延長上に右横ずれを伴いながら南東側の地盤が沈降する変動を、もう1つはほぼ東西方向に左横ずれを伴いながら北側の地盤が沈降する変動を示している。
重力データの解析では、ブーゲー重力異常の鉛直、東西及び南北勾配を計算したところ、カルデラの西側に不均質な構造を示唆する結果（暫定）を得た。東西勾配の結果には、カルデラの西側に強い負の異常がほぼ南北に帯状に認められ、南北勾配の結果では、カルデラの南側に強い負の異常がほぼ東西に帯状に認められた。SARで認められた変動は、これら異常帯の内側縁辺に沿った形に分布しているように見える。ブーゲー重力異常の算出については、新たに地球の球形状を考慮した地形補正手法を導入している。従来の平面近似の手法と比べ、重力分布の起伏（標準偏差）には大きな変化が見られなかったものの、絶対値に20mGal以上の差が見られ、今後、地下構造モデルの構築の際、より正確な密度分布の推定に繋がるものと期待される。
数値シミュレーションの研究では、有限要素法および境界要素法よる計算環境の構築を行った。
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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
地殻変動解析では、予定通り阿蘇カルデラ内の変動分布の分析を行い、断層運動に起因すると考えられる変動域を判読した。これにより、阿蘇カルデラ内の震源断層モデルの構築に必要な情報が得られた。重力データの解析においても、予定通り、既存のデータセットを用いた予備的な結果を得ることが出来た。これにより、重点的な重力観測の実施に必要な知見を得ることが出来た。これら地殻変動と重力データの解析結果については、今年度夏に行われる国際学会（IUGG）において、その成果を発表する予定である。
前年度実施する予定であった重力観測については、観測の効率的かつ重点的な実施のために、予備的な重力解析の結果を見てから行うことと判断した。当初の予定より1年遅れた実施にはなるが、研究の遂行に大きな支障は生じない。完全球を想定したブーゲー重力異常の算出は、日本ではまだ先行事例が無いため、今後、その手法と特徴をまとめ、今年度秋に行われる国内会議や学術専門誌にて、その成果を発表する予定である。
数値シミュレーションの研究においては、予定通り計算環境の構築を実施することができており、断層面の位置や形状が地殻変動解析の得られれば、すぐに計算が可能な状況になっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度行った重力データ解析から、ブーゲー重力異常と地殻変動の空間分布に調和的な関係が見られた。この結果を受け今年度は、重力データ解析による地下構造モデルの精緻化を目指す。より高い空間分解能で地下構造を取得するために、地殻変動や重力異常が見られる付近を中心に観測点を密に配点し、重力データを取得する。今年度前半に、現地調査を含む選点作業を行い、秋頃、観測を実施する予定である。
観測後、得られた重力データを用いた重力異常や地下構造の推定を試みる。推定には、前年度開発した地形を考慮した計算手法等を取り入れ、構造モデルの高度化を図る。さらに、地形密度の不均一を考慮した計算手法についても並行して研究を行う。地殻変動解析では、前年度までに得られた変動データを基にして阿蘇カルデラ内の震源断層モデルを構築する。また、得られた断層モデルを基にした動的破壊の数値シミュレーションの予備的解析を実施する。
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| Causes of Carryover |
実施状況報告書の進捗状況に記載したとおり、重力観測に関する部分については、当初予定していた1年目から2年目に実施時期を変更したことから、観測等に係る費用が未使用となったために次年度使用額が生じた。重力観測は2019年度に実施する予定であり、前年度使用しなかった費用をこれに使用する予定である。
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