2023 Fiscal Year Research-status Report
High-resolution analysis of slow earthquakes by distributed acoustic sensing
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22K20394
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
馬場 慧 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), ポストドクトラル研究員 (60963915)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2025-03-31
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| Keywords | スロー地震 / 浅部微動 / 分布型音響センシング（DAS） / 南海トラフ / 地震波エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
南海トラフの沈み込み帯では、スロー地震とよばれる、通常の地震よりも特徴的な時間が長い現象が発生している。本研究では、2-10 Hzの周波数帯で観測されるスロー地震である微動を対象として、四国の室戸岬沖に敷設されている海底ケーブルを使った分布型音響センシング（DAS）のデータと、南海トラフ沿いに敷設されている地震観測網DONETのデータによる解析を行った。DASは光ファイバーケーブルに沿ってケーブル各所の歪を計測する技術で、空間的に密な地震観測を可能にしている。2022年度は、2022年1月から連続観測しているDASのデータを使って2022年1月から2月に発生した微動を検出し、DASとDONETのデータを併用して震源決定を行った。2023年度は、DASで観測されたこれらの微動の歪波形について、センブランスが最大となる位相速度を求める手法によって、見かけの位相速度の時間変化を計算した。DASの歪の時間変化に、見かけの位相速度の時間変化をかけ、速度波形を求めた。得られた速度波形をもとに、地震計データで微動の地震波エネルギーを求めたYabe et al. (2019; 2021) の手法によって、DASで観測された微動の地震波エネルギー推定を行った。その結果、地震波エネルギーは10の5乗から10の6.5乗 Jの範囲に、地震波エネルギーレートは10の3乗から10の5乗 J/sの範囲に求まり、Yabe et al. (2019; 2021) が推定した南海トラフや東北沖の微動の地震波エネルギーレートと同程度かやや大きい値が求められた。また、2024年1月1日の能登半島地震のあと、2024年1月1日から2日にかけて微動が南海トラフ沿いで発生し、DASで13個の微動のシグナルを観測することができた。現在、これらの微動の震源解析を行なっているところである。
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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
2022年1月から2月に南海トラフ沿いで発生していた微動について、分布型音響センシング（DAS）と 海底地震観測網DONETのデータを使って検出および震源決定を行った成果について、EGU General Assembly 2023や2023年度日本地球惑星科学連合大会で発表したほか、国際誌Geophysical Research Lettersに投稿し、査読を受け出版された。本研究で検出・震源決定した微動について、DASのデータを使った地震波エネルギー推定に着手した。DASの歪波形を速度波形に直したときの速度振幅が、同程度の震源距離のDONETにおける速度振幅と同程度の桁であることが確認でき、得られた微動の地震波エネルギー推定結果は、地震計データを使った微動の地震波エネルギー推定の先行研究と整合的な結果が得られた。これらの結果についても、2023年度日本地震学会秋季大会で発表している。
本研究の成果の一部はすでに国際誌に論文として出版されたほか、本年度より取り組んでいる微動の地震波エネルギー推定についての成果も学会で発表している。また、2024年1月に発生した微動についても、解析に着手し始めることができている。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年の1月から2月にかけて発生した微動の地震波エネルギー推定について、周波数依存性や、各観測点のサイト増幅による推定結果への影響の考察を行う。
2024年1月に発生した微動について、震源決定の解析を進める。2024年1月に発生した微動のシグナルは、海底地震観測網DONETの観測点では2点でしか見えておらず、分布型音響センシング（DAS）による観測を行っている海底ケーブルは直線的であるため、観測点の分布に偏りが生じる。そのため微動のエンベロープ波形（地震波形の包絡線）の各観測点の相関を取る手法や、エンベロープの立ち上がりを読み取る手法では震源決定の解像度が低い可能性があり、振幅情報を使うなど、手法の検討が必要である。振幅情報を使った微動の震源決定を行うために、震源距離と微動の振幅の関係についての考察を進めていく。また、2024年1月に発生した微動は、2024年1月1日16:10JSTに発生した能登半島地震の後に活発化した。遠地の大地震によってスロー地震が誘発される現象はこれまで国内外のさまざまな地域で報告されているので、この微動活動が同様のものか、またどのようなメカニズムでスロー地震が誘発されたのかについての考察を進める。
以上の観点で研究を進め、成果を国内外の学会で発表するほか、論文として国際誌に投稿する。
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| Causes of Carryover |
2024年の1月にスロー地震の一種である浅部微動のシグナルが、本研究の解析対象としている分布型音響センシング（DAS）のデータで検出された。これらの浅部微動の解析を行い、学会または学術雑誌での発表を行うことを計画しているため、次年度使用額が生じた。
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[Presentation] Characteristics of shallow tremor waveforms observed by distributed acoustic sensing using offshore fiber-optic cable at the Nankai Trough, southwest Japan2023
Author(s)
Baba, S., Araki, E., Yamamoto, Y., Hori, T., Fujie, G., Nakamura, Y., Yokobiki, T., & Matsumoto, H.
Organizer
EGU General Assembly 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Detection of shallow tremors and investigation of their waveform characteristics by distributed acoustic sensing using offshore fiber-optic cable at the Nankai Trough, southwest Japan2023
Author(s)
Baba, S., Araki, E., Yamamoto, Y., Hori, T., Fujie, G., Nakamura, Y., Yokobiki, T., & Matsumoto, H.
Organizer
日本地球惑星科学連合大会2023年大会
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