2008 Fiscal Year Annual Research Report

3次元不均質構造を取り入れた丸い地球で、大地震に伴う地殻変動・重力変化を見積もる

Research Project

Project/Area Number	20840012
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	田中愛幸 The University of Tokyo, 地震研究所, 助教 (90508350)
Keywords	測地学 / 地震学 / レオロジー / 粘弾性 / 粘性緩和 / 余効変動 / プレート沈み込み帯 / 重力
Research Abstract	海溝型大地震によって生じる数10年スケールの地殻変動及び重力変化を計算するための3次元球体地球モデルを開発するため、当該年度に予定していた以下の2項目を実施した。1.プレート沈み込みによる粘性の水平不均質を取り入れた、球体粘弾性変形モデルの定式化 2.計算のためのソフトウェア開発これにより、従来の手法では困難だった地球の曲率・自己重力・粘性の3次元的な不均質構造の3つの効果を、同時にかつ精度よくモデル化することに成功した。特に、大地震が頻発するプレート沈み込み帯では、沈み込むスラブによって、従来の摂動法を用いることでは取り扱うことのできない大きな粘性の水平不均質が生じていることが他の研究から明らかになっているが、これを扱うことが可能となった。また、開発したソフトウェアは任意の形状及びすべり方向の断層を扱えるように拡張した。次に、開発したモデルが有意義であることを示すため、典型的な大地震を模したシミュレーションを行った。その結果、スラブによる粘性の水平不均質を考慮した場合、重力ポテンシャルの変化速度がそれを考慮しない場合に比べて30%以上減衰することが初めて確かめられた。この効果は衛星重力観測の誤差を超えている。また、スラブによる効果は、GPS連続観測によって捉えられる地殻の水平・上下変動速度においても数十%に及び、観測精度に対して無視できないことが確かめられた。以上から、開発したモデル及びソフトウェアによって、余効変動モデルの高精炭化が実現され、大地震による広域的な重力変化を捉えることのできる衛星重力のデータを今までよりも厳密に解釈することが可能となった。今後、実際の地震によるデータに対して開発したモデルを適用し、有効性をさらに検証している予定である。