数理的・計算科学的に適切な長時間プレート沈み込みシミュレーション手法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18797
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 堀 高峰 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), センター長 (00359176)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: 長時間プレート沈み込み

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、数百万年を超える地質学的時間スケールでのプレート沈み込み現象を数理科学・計算科学の知見を活かして適切に計算できる手法を構築するとともに、その結果を地球物理学的時間スケール（数百年以内の巨大地震の繰り返し発生等）の計算での初期条件・境界条件に取り入れることを可能にすることである。そして、このような数理的・計算科学的に適切な問題設定での解析・計算を積み重ねることで、巨大地震の発生やその準備過程等の地殻活動のモニタリングと予測を、ここまでは最低限の数理的・計算科学的根拠があると示した上で社会に情報提供できるようにすること、さらに、その基盤となる数理計算固体地球科学分野を確立することが、本研究の最終的に目指す目標である。本研究によってそのための端緒を開くことを目指す。
昨年度は、長距離断層変位に対する問題の定式化と高精度計算法の適用に取り組むことを目指し、まずは長距離断層変位に対する問題の定式化を検討した。本年度は、その定式化の検討結果をベースに、単純な幾何学的設定で、すべりにともなう強度低下と強度回復過程を含んだ断層構成則を取り入れた断層変位計算のアルゴリズムを検討しつつ、コーディングを進めた。しかし、単純な幾何学的設定であっても、３次元弾性体中に面的な広がりを持つ断層の問題の場合に、構成則として矛盾のないアルゴリズムの構築に至ることができず、昨年度検討した定式化では不十分であることが判明した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

昨年度検討していた定式化では不十分であることが本年度の途中で判明したが、多忙により再検討する時間を確保できなかった。

Strategy for Future Research Activity

本課題の研究開発にエフォートを割けるよう業務体制を改善した。次年度が最終年度のため、計画していたうちの長距離断層変位に対する問題については、定式化の再検討とコード開発を実施する。

Causes of Carryover

コード開発が十分進捗しなかったため、予定していた役務の活用には至らなかった。次年度は役務を活用する段階までコード開発を進める。