2023 Fiscal Year Annual Research Report
点から線・面へ：次世代の地震・津波観測データに対する革新的な解析法の開発
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21K03693
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
蓬田 清 北海道大学, 理学研究院, 名誉教授 (70230844)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | OBSとDAS記録 / 海底光ケーブル / 波形分離 / 津波 / 海底水圧計記録 / カルマンフィルタ / 断層破壊過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの海底光ケーブルのDASのみを用いた解析では、雑微動は側線に沿って感度が高いRayleigh波のみと仮定したが、柔らかい海底堆積物では別種のLove波も相当量含まれるはずで、その混入は速度構造の推定精度を下げる。側線上に設置された１点の海底地震計（OBS）の上下成分にはLove波は記録されないので、この記録との相互相関を取ることで、Rayleigh波のみ抽出できる。DASは歪み波形なので、OBSの変位波形との理論を初めてデータに適用し、精度の良い速度構造の推定が得られた。
最終年度の他の成果は、海底水圧計記録から断層過程の新しい推定法の開発である。断層近傍の記録は、途中の複雑な伝搬の影響がない上、静的変位場を含む近地成分により断層破壊の動的挙動が詳細に得られる。陸上の地震では、強震動計と高サンプル率のGPSデータを合わせたカルマンフィルタ法が開発されていた。海底観測網では水圧計が海底面の静的変位を記録するが、海面変動による大きな津波成分が含まれる。同時設置の強震動計では津波は記録されず、津波も含めたカルマンフィルタの構築で正確な近地波形記録が得られることが示された。これを適用して、海底地震の震源過程の信頼性の高い推定が可能となった。
研究期間全体を通しては、DASと海底水圧計という最先端観測システムのデータへの新しい解析法の適用により、地震・津波現象のより定量的な解明が示された。空間的に連続なDASでは、海底浅部のS波の不均質構造が高分解能で得られ、従来のP波速度構造との比較からその物性・構成物質の情報が飛躍的に向上した。海底水圧計の稠密観測網からは、従来の波形合成よりもはるかに高精度の震源過程の推定が可能となった。また、偶然とはいえ研究期間中にトンガ火山の噴火があり、大気・海洋の相互作用による波動伝搬という新しい分野にも貢献する成果を得た。
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