SDE modeling for diversity and heterogeneity of earthquake ruptures

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K13637
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: Hirano Shiro 立命館大学, 理工学部, 助教 (60726199)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 震源物理学 / 断層運動 / 確率微分方程式 / モーメントレート関数 / 震源時間関数

Outline of Final Research Achievements

We proposed a stochastic model to represent a time series of earthquake faulting processes. The time series, called Source Time Functions (STFs), have diversity among earthquakes, and our basic concept is that such diversity can be modeled in a stochastic framework rather than conventional methods; thus, our model is not for individual earthquake events. Still, our model could statistically reproduce multiple empirical laws on STFs based on many observational studies. Furthermore, we speculated a relationship between an on-fault frictional behavior and the stochastic process employed in our model.

Free Research Field

地震学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地震が複雑な現象であることは広く知られているが、その複雑さを定量化する方法が確立しているわけではない。本研究は、その道筋のひとつを見つけたものと言える。複雑さの定量化は、震源過程の物理を理解する上で極めて重要な情報をもたらす。また波及効果として、震源から放射される地震波による強震動をシミュレーションする際、震源過程にどの程度の多様さ・不確かさを仮定すればよいかという判断にも寄与するものである。