2015 Fiscal Year Research-status Report
宇宙測地技術による飛騨山脈周辺の地殻変動様式の解明
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26400454
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高田 陽一郎 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80466458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鷺谷 威 名古屋大学, 減災連携研究センター, 教授 (50362299)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | GPS観測 / InSAR解析 / ALOS2 / 飛騨山脈 / 跡津川断層 / 糸魚川-静岡構造線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は各GPS観測点が安定し、おおむね良い時系列を得ることができた。また、InSAR時系列解析を用いて、東北沖地震前については跡津川断層系の中でも特に牛首断層周辺に大きな変位勾配があったことを見出した。この変形パターンを説明する物理モデルを構築している。また、立山など険しい山間地の地殻変動を正しく解釈するために、これまでの半解析解に加えて現実的な地形を取り入れた有限要素法解析を導入した。本年度は、特に地形の効果が顕著な桜島で噴火未遂が発生したため、InSAR解析を行い明瞭な地殻変動のシグナルを得た。このシグナルを説明するために、数値地図(SRTM)をもとに現実的な地形を考慮した有限要素モデルを構築し、その効果を検証した。
東北沖地震後の地殻変動については、ALOS2のSAR画像はまだ蓄積が足りないため、次年度に備えて干渉画像を蓄積するにとどめた。一方、GPSデータには東北沖地震前と地震後のそれぞれについて、跡津川断層近傍でデータが蓄積したため、パターンの変化を詳細に検討することができるようになった。
InSAR時系列解析とGPS観測のコンビネーションについても理解が進んだ。GPS観測点は一般に極めて局所的な変形を受けることがあるため、これを真値とみなしてInSAR時系列解析の結果にスプライン補間を適用すると、誤差が他の領域に広がってしまうことが分かった。また、個々の干渉画像をGPSで補正してからInSAR時系列解析を行うことで、精度が大幅に向上することも明らかになった。
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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
本研究の主眼はInSAR時系列解析による地震間地殻変動の検出であるため、地殻変動のシグナルが検出できるようになるまで時間がかかることは事前の想定通りである。つまり、ALOSのSAR画像を用いたInSAR時系列解析は予定通り進んでいるが、ALOS2の画像がまだ蓄積していないため、東北地方太平洋沖地震以降の地殻変動を示すInSAR解析はまだ得られていない。
一方、InSAR時系列解析をGPS観測で補正する方法については細かなノウハウを得た。例えば、三角網に基づくスプライン補間法は、補正結果が網の形状を反映し、疑似的な位相変化を生み出す可能性があることが分かった。地震間地殻変動は非常に小さいため、こうした小さな技術の蓄積が極めて重要である。今後のALOS2の解析にこのノウハウを投入したい。
本年度の終わり頃にGPS受信機のロールオーバーが発生した。これは事前の見通しが極めて困難であった。今後、ほぼ全ての観測点について迅速にメンテナンスを行う必要がある。
地殻変動で得たシグナルを解釈するために有限要素法解析を導入しているが、こちらは現実的な地形、媒質の不均質構造、粘弾性を取り入れることに成功しているため、概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、GPS受信機に発生した障害を迅速に取り除く必要がある。このため、今年度はまず全ての観測点を回り、ファームウェアの更新、あるいは受信機の交換を実施する。
次に、回収したGPSデータを用いて東北沖地震後の飛騨山脈周辺域の地殻変動を求め、これを東北沖地震前の変位速度場と詳細に比較する。
さらに、ALOS2が撮像したデータをGPSデータで補正し、東北沖地震後の飛騨山脈周辺域の地殻変動を詳細に求め、GPSデータを超える高い空間解像度での地殻変動の時間変化を検出する。
最後に、本年度は検出した地殻変動を数値計算を用いて物理的に解釈することに力を注ぐ。具体的には、これまでの粘弾性に加えて、弾塑性と断層を加えることで地殻浅部のレオロジーを詳細に表現し、地質学的なデータとも整合的な数値モデルを構築する。
ALOS2のデータの蓄積が想定よりもさらに遅い場合には、ALOSデータを用いて世界的に大きな変位速度を持つ断層帯において地震間地殻変動をInSARで検出し、時系列解析のノウハウをより確かな物とする。また、現在運用中のC-band衛星であるSentinel-1AやTerraSAR-X、および過去に運用されていたEnvisatやERSなども積極的に活用する。
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| Causes of Carryover |
冬季にGPS受信機のロールオーバーが発生し、次年度にこのメンテナンスを行う必要が生じたため、旅費を確保した。また、次年度に集中的に数値計算を行う必要が出てきたため、必要な費用を確保した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
GPS観測点のメンテナンス、および数値計算ソフトウェアの追加モジュール購入、技術的な面での研究打ち合わせに使用する。
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