2020 Fiscal Year Research-status Report
Spatio-temporal change of the seismicity in off-Tohoku region based on the analysis of dynamic seafloor pressure change
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19K14818
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
久保田 達矢 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 特別研究員 (70808071)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 地震 / 津波 / 海底圧力計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，海底における圧力変動のうち，海洋音響波の卓越周期（約10秒）より低い周波数帯域の圧力変動成分は海底の上下動加速度に比例することが理論的に示され，海底圧力計が海底上下動地震計として活用可能であることが示されつつある．本課題は，これまでの研究で着目されてこなかった海底圧力計の地震動成分を活用して，陸から遠く離れた東北沖の地震活動，特に2011年東北沖地震前後の地震活動の時間的・空間的な変化を詳細に明らかにし，東北沖地震を引き起こした東北日本沈み込み帯の地震発生場の状態を特徴付ける要素を詳細に明らかにすることが目的である．
本年度は，まず高サンプリングレート海底圧力計が観測した海底の地震動成分と津波成分の振幅や周波数特性を詳細に比較して両者の量的関係を詳細に明らかにした．さらに，本年度には，大地震時の震源直上の海底水圧計の地震動・津波が混在する記録から地震動成分のみを分離する手法を開発した．2011年東北沖地震時の水圧記録から震源直上の地震動記録の分離に成功した．このようなM9クラス超巨大地震の震源域ごく近傍の大地震動記録が得られたのは世界初である．また，本研究計画の副次的な成果として，気象要因で発生する海洋の波（気象津波）がS-netの海底水圧計により記録されていることを発見した．これらの成果を通じて，海底圧力計は秒から年まで非常に幅広い時間スケールの地球物理学現象を観測可能であり，次世代の観測の一端を担うものになることを示したと言える．
次年度は，ここまで開発してきた手法をさらに発展させ，震源直上の海底水圧計の地震動成分を活用することで，従来以上に詳細な2011年東北沖地震本震の震源過程を明らかにする予定である．
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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
従来の予定では水圧計の地震動成分を用いて微小地震の震源過程を詳細に推定する予定であったが，そのような微小な地震の震源過程を精度良く推定するために重要な短周期な地震波成分の伝播プロセスを単純な地殻構造モデルでは正確に再現するのが難しいことが判明したため，再現が比較的容易な長周期成分に対象を絞り，巨大地震における水圧記録の詳細な解析に集中して取り組んだ．2011年東北沖地震の震源直上の海底圧力計の記録から震源直上の地震動波形が得られたので，これを用いることで東北沖地震の震源断層の詳細な破壊過程が明らかになると期待される．また，S-netの海底水圧計が記録した気象要因で発生する海洋の波（気象津波）の記録からは，各観測点単独の波形から気象津波を同定するのは困難であるが，広域・稠密である利点を活用して複数の観測点の記録を比較することで津波を同定可能になることがわかった．
上記のデータ解析状況を鑑み，本課題は当初の予定通り順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまでの解析で，初年度・本年度に開発してきた解析手法が実際の観測記録に適用可能であることが示された．次年度は，これらの手法を，東北大学によって展開された2011年東北沖地震の海底圧力計に適用し，東北沖地震本震の震源過程を詳細に推定し，前震活動や余効すべりなどとの関連現象との関連を考察する予定である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの流行によりオンライン開催となった学会があるため．また，今年度中に受理される予定としていた論文の投稿・査読に時間がかかっているため．
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[Journal Article] Extracting near-field seismograms from ocean-bottom pressure gauge inside the focal area: application to the 2011 Mw 9.1 Tohoku-Oki earthquake2021
Author(s)
Kubota, T., Saito, T., Tsushima, H., Hino, R., Ohta, Y., Suzuki S, & Inazu D.
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 48
Pages: e2020GL091664
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Rupture and tsunami generation process of the 2015 Mw 5.9 Bonin earthquake revealed by in-situ pressure gauge array observations and an integrated simulation of seismic and tsunami waves2020
Author(s)
Kubota, T., Saito, T., Fukao, Y., Sugioka, H., Ito, A., Tonegawa, T., Shiobara, H., & Yamashita, M.
Organizer
AGU 2020 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Detection of "rapid" aseismic slip that bridges a gap between seismic slip and slow slip2020
Author(s)
Fukao, Y., Kubota, T., Sugioka, H., Ito, A., Tonegawa, T., Yamashita, M., Shiobara, H., & Saito, T.
Organizer
AGU 2020 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Tsunami analysis using the S-net pressure gauge records during the Mw 7.0 Off-Fukushima earthquake on 22 November 2016 to reduce the effects of tsunami-irrelevant pressure components2020
Author(s)
Kubota, T., Chikasada, N. Y., Tsushima, H., Suzuki, W., Nakamura, T., & Kubo, H.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] Strain release by メrapidモ aseismic slip at the Izu-Bonin trench2020
Author(s)
Fukao, Y., Sugioka, H., Ito, A., Tonegawa, T., Yamashita, M., Shiobara, H., Kubota, T., & Saito, T.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] CMT inversion of offshore earthquakes along the Nankai Trough: Separated distributions of slow and regular earthquakes on the plate boundary2020
Author(s)
Takemura, S., Okuwaki, R., Kubota, T., Shiomi K., Kimura, T., & Noda, A.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
Int'l Joint Research
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