2012 Fiscal Year Research-status Report
地震メカニズムトモグラフィーによる地殻内三次元間隙流体圧場の時間発展解析
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23540493
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
寺川 寿子 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (30451826)
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| Keywords | 地殻流体 / 地殻応力 / 地震のメカニズム解 / インバージョン解析 |
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| Research Abstract |
余震は，世界の至る所で古くから観測されている現象であるが，その発生メカニズムは未だ解明されていない．地殻内の現実的な間隙流体圧場の時空間発展を推定することは，この問題を解く鍵となる．地震メカニズムトモグラフィー（FMT）は，地震のメカニズム解から地殻内間隙流体圧場を推定する手法である（Terakawa et al., 2010）．2年目であるH24年度，代表者の寺川はドイツ・ボン大学のStephen Miller教授とスイス・ETHのNicholas Deichmann教授と共に，本手法をスイス・バーゼルの地熱貯留層での注水実験で誘発された地震データ（Deichmann and Ernst, 2009）に適用し，その成果をJGR2012年7月号に発表した．
次に，FMTの解析機能を発展させるため，「応力場の空間変動を考慮する機能（H23年度実施）」に加え，H24年度は「間隙流体圧場の時間発展解析機能」の開発を実施した．開発した機能をチェックするため，模擬データを用いたテスト計算を継続して実施中である．
また，2011年3月に発生した東北地方太平洋沖地震の余震・誘発地震の発生メカニズムについて，本震前後の応力場の変化とクーロンの破壊規準に基づく地震のメカニズム解の分析を通じ，余震・誘発地震の発生に間隙流体圧の上昇による断層強度の低下が重要な役割を果たすことを示し，その成果をEPSLの2013年3月号に発表した（Terakawa et al., 2013）．この他に，名古屋大学の地震観測で得られた高精度な地震データにFMTを適用し，御嶽山周辺域の3D間隙流体圧分布を推定することに成功し，学会発表を行うと共に，成果を論文にまとめ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
H23～H24年度は，オリジナルなFMT法を注水実験による誘発地震データに適用し，地熱貯留層内の間隙流体圧分布を推定すると共に，FMTが地殻内流体圧を推定するうえで有効な手法であることが定量的に確認することに成功した（Terakawa et al., 2010）．この成果は，地震の発生における地殻流体やテクトニック応力の役割を定量的に議論することに大きく貢献するものである．
また，オリジナルな手法に「応力場の空間変動を考慮する機能」と「間隙流体圧場の時間発展解析機能」を新たに加えることにより，より広い領域・長い時間スケールで間隙流体圧場の時空間発展を推定することが可能となった．H24年度は，開発した手法の性能を評価するためのテスト計算に着手するところまで進んだ．
一方，2011年東北地方太平洋沖地震による応力場の変化とクーロンの破壊規準に基づく地震のメカニズム解の分析を通じ，日本列島域で地殻流体が誘発地震の発生に大きな役割を果たした実例を特定することに成功した（Terakawa et al., 2013）．
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| Strategy for Future Research Activity |
H24年度から継続して，FMT法に間隙流体圧場の時間発展解析機能を追加開発する．大地震前後の間隙流体圧場の時空間発展を詳細に調べるためには，大規模な行列計算を行う必要がある．このため，可能であれば，並列計算機用の線形ライブラリーであるScaLAPACKを用いてプログラムを並列化する．
開発したプログラムを用いて，2009年12月以降にラクイラ地震震源域で発生した時間的にも空間的にも高密度な地震のメカニズム解，約700個を解析し，本震前後約８カ月間の3次元間隙流体圧場の時空間発展を推定する．地震メカニズムのデータは，研究協力者であるイタリア・INGVのChiaraluce博士から提供して頂き，H25年5月に打ち合わせを実施する予定である．
また，FMT法による御嶽山周辺域の3D間隙流体圧分布に関する論文と2007年能登半島地震による3D間隙流体圧分布に関する論文を発表する予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
・15000×15000程度のサイズの大規模行列計算を行うため，並列計算機を使用できる環境が必要である．これまでの実績を考慮し，京都大学の大型計算機を使用する予定である（約\100,000）．
・アクセプトされたEPSLの論文の別刷り代（150部，約\80,000）が必要となる．
・現在準備中の2007年能登半島地震震源域の3D間隙流体圧分布，御嶽山周辺域の3D間隙流体圧分布，ラクイラ地震震源域での間隙流体圧場の時空間変化に関する研究について，論文投稿料と別刷り代が必要となる．
・研究成果をIUGGの国際学会（H25年7月）で発表するために，学会参加費と海外旅費が必要となる（約\350,000）．
・イタリア・INGVのChiaraluce博士との打ち合わせのため（H25年5月に予定），海外旅費が必要となる（約\300,000）．
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