2021 Fiscal Year Research-status Report
Full waveform tomography of the 3D structure in and around the source region of the 2011 Tohoku-Oki earthquake
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20K04101
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岡元 太郎 東京工業大学, 理学院, 助教 (40270920)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹中 博士 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (30253397)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 全波形トモグラフィー / 2021年東北地方太平洋沖地震 / 地震波シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は昨年度に引き続き、2011年東北地方太平洋沖地震震源域の地球内部構造モデルを改良するための波形トモグラフィーについて研究を行った。本研究では地球内部構造パラメータの摂動に対する波形の変化量を表す「感度カーネル」が重要な要素となる。これまではこの感度カーネルを周波数領域において詳しく検討してきた。今年度はまず、時系列波形のどの部分が感度カーネルに影響しているかを見るために、時間領域の感度カーネルを生成して詳細に検討した。その結果、(1) 周波数領域の感度カーネルに見られた特徴が時間領域の感度カーネルでも観察されること、(2) 浅い領域の感度カーネル空間分布に見られる屈曲パターンや直線経路から外れた場所に現れる強い感度の領域などは、主要な（振幅の大きな）波の後で観測点に到来する後続波に由来する特徴であると示唆されること、などの知見が得られた。後続波波形の波形モデリングは主要部分よりも難しくなると考えられるので、浅い部分の構造モデルを改良するために後続波を利用する場合には、その影響を慎重に取り入れる必要があることをこれらの結果は示唆する。さらにこれらの知見をもとにして、波形トモグラフィーの試行を行なった。この試行では対象領域をブロックで分割し、各ブロック内の平均的なP波弾性率摂動、S波弾性率摂動、密度摂動について同時逆問題解析を試みた。逐次推定の最初の逆問題解析の結果では、浅い部分でS波弾性率に負の摂動量が現れること、P波弾性率と密度摂動では正の摂動量が支配的でありS波弾性率とは相補的な傾向が見えること、などが観察された。またデータ量（地震の個数）を増やす必要があると考えられるなど、新たな課題も明らかになってきた。これらはトモグラフィーの途中経過であり、詳細な解析と検討を続ける必要がある。なお、これらの成果の一部を日本地震学会2021年秋季大会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021年度も新型コロナウイルス感染症の世界的な感染拡大が継続し、この感染症に対応するための多くの付加的な業務等があった。その中でも昨年度から研究を進展させトモグラフィーの暫定計算を進める段階に至ったが、昨年度から引き続く感染症対策などの業務量増加の影響もあり、当初計画よりはやや遅れた結果となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はまず、陸上観測点データを用いた波形トモグラフィーを継続する。この解析には多くの地震波シミュレーションが必要となるので、大規模計算を実施することと併せてデータを蓄積するためのストレージを増強することも検討する。また、今年度の予備的な解析では地震データを増やす必要性が示唆されたので、地震の追加的なFAMT解析も継続する。このようにして波形トモグラフィー結果をまとめることを目指す。また、これと並行して海底地震計データの解析も進めて、海底地震計波形データの再現性などを検討する。
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| Causes of Carryover |
2021年度も前年度に引き続き新型コロナウイルス感染症拡大に対応するために研究に若干の遅延を生じたことや、新型コロナ感染の世界的な拡大のために予定していた海外学会への参加ができなくなったことなどにより、次年度使用額が生じた。これらは今年度に継続して実施するトモグラフィー解析のための大規模計算やストレージ増強などのために利用する。
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