2019 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)
中埜 貴元 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 (60511962)
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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、阿蘇カルデラ内の稠密重力観測を実施し、精密な完全ブーゲ重力異常図を作成した．
本研究の対象領域である2016年熊本地震の布田川断層沿いの破壊が阿蘇カルデラ西縁部で分岐した北東延長部と東延長部の周囲において、令和元年11月25日（月）から11月28日（木）にかけて、CG-5 相対自動重力計を用いた重力観測を計60点実施した。観測では、東海大学のキャンパス内にある基準重力点においても観測を行い、相対的な重力値に基準重力点における絶対重力値を加えることで各観測点の絶対重力値を得た。
データ解析では、観測された重力データに様々な重力補正を施すことで、阿蘇地区における完全ブーゲ重力異常の分布を計算した。なお、完全ブーゲ重力異常の計算には、本研究に観測された重力データに加え、産業技術総合研究所等による先行研究で観測された重力データも併せて使用した。解析の結果、阿蘇カルデラ内では、-50mGalに及ぶ顕著な負のブーゲ重力異常が見られた。これはカルデラ表層の低密度な堆積層の影響と、カルデラ内部の質量不均一の影響を反映しているものと考えられる。今回稠密重力観測を行った地域の完全ブーゲ重力異常図を調べると、この地域は、西から東に向かって、ブーゲ重力異常が正の値から負の値へと遷移する領域と一致しており、特に重力の空間変化が顕著であることが分かった。数値シミュレーションの研究では、研究協力者より震源域での応力推定の結果を受け取り震源モデルの入力データを整備した。
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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
地殻変動の研究では、前年度、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、阿蘇カルデラ内の震源断層モデルの構築に必要な情報を得ている。重力の研究においては、今年度予定通り観測を実施し、得られた稠密な重力データを用いることで精密な完全ブーゲ重力異常図を作成することができた。数値シミュレーションの研究においては、前年度、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得られれば、すぐに計算が可能な状況になっている。次年度は、重力データの解析をさらに進めることで地下構造を精査し、その知見を基にした数値シミュレーションを実施することで、破壊の進展について定量的に調べる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度実施した重力データの解析をさらに進めて、重力から見える当該領域における地下構造を精査する予定である。今回の解析で得られた阿蘇カルデラ内に見られた顕著な負のブーゲ重力異常については、カルデラ内部の質量不均一の影響（地下構造起因）の情報を取り出すために、カルデラ表層の低密度な堆積層の影響を除去する必要がある。堆積層の影響を除去するためは、地形補正において地形密度の不均一の効果を考慮する必要があり、この解析を次年度に実施する予定である。さらに、稠密重力観測を行った地域では重力の空間変化が顕著であることがわかったが、ブーゲ重力異常では空間分布が滑らかであり、微細な質量不均一構造を議論することが難しい。そのため、ブーゲ重力異常の鉛直・水平勾配を計算することで、重力異常の短波長成分を強調させ、より微細な質量構造の議論を行う予定である。重力勾配の正確な計算には、稠密な重力データが必要となるが、今回の観測により当該地域で約250m間隔の重力データを獲得したことから、高精度な重力鉛直勾配の計算が可能と考えられる。インバージョン解析による内部密度構造の推定にも取り組む予定である。重力データや地殻変動データから得られた断層面に関する知見を基にして動的破壊の数値シミュレーションを実施する。最後に、これら結果を統合的に考察し、熊本地震における断層東端部の破壊の終了について議論を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
観測の実施年度を今年度にずらしたため、当初予定していた重力データの処理ソフトウェア購入も次年度にずれ込むこととなり次年度使用額が生じた。また、観測に係る費用が当初予定していた額より下回ったため次年度使用額が生じた。前年度使用しなかった費用は、次年度、重力データの処理ソフトウェア購入や成果発表等に使用する予定である。
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