相模トラフプレート間地震の発生履歴・再来過程の解明
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18J21407
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Solid earth and planetary physics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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| Research Fellow |
小森 純希 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 古地震学 / 相模トラフ / プレート沈み込み地震 / 関東地震 / 海岸段丘 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度において、相模トラフプレート間地震（関東地震）の発生履歴・再来過程の解明という課題に関し房総半島南端部に分布する沼段丘を対象として地形地質学的調査を実施した。当年度の研究目的は、沼段丘の形成年代および古海岸線の標高分布を定量的に解析・取得し、従来の関東地震発生履歴の推定を再検証し、より客観的な再来過程の解釈を実現することであった。研究手法として、(1)ハンドオーガー・ジオスライサー掘削を用いた段丘堆積物の採取およびその放射性炭素年代測定、(2)既往研究の年代測定結果と総合した、沼段丘の年代測定データセットの構築、(3)ベイズ推定を活用した段丘堆積物の年代から段丘の形成年代を推定する統計学的手法の開発、並びに(4)標高数値地形モデル(DEM)を使用し、点群データクラスタリング技術を活用した段丘地形の自動検出と区分手法の開発を行った。研究の結果として、世界的にも類を見ない海岸段丘堆積物の稠密な年代データセットの構築が完了し、また段丘形成年代を信頼性高く評価することに成功した。さらに、DEMを使用した地形学的な解析では従来不明確であった沼段丘分布を広範囲で数値的に取得することで、関東地震の発生履歴の解釈にとって重要な示唆を与えることができた。
本年度の成果は、当初計画していた内容のうち、段丘形成年代、段丘地形分布の推定に関する地形地質調査をほぼ予定通りに遂行した。次年度の研究計画は、これら成果に基づき相模トラフ沈み込み域の地震繰り返しと地殻変動履歴の再現を目的とした物理モデリングの構築となる。
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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
本年度当初の計画では、地形地質学的な段丘調査と、物理モデリングに基づいた海岸段丘形成履歴についての解析を行おうことを目標としていた。はじめに地形地質調査に関しては、当初計画していた堆積物試料採取と年代測定を想定通り行うことができ、十分量の観測データセットを構築することができた。なお試料採取地点については、当初の計画である平砂浦海岸での調査終了後、加えて千倉海岸における1703年元禄関東地震での離水面での調査も行った。この予定していた調査の完遂とさらなる拡充によって、房総半島南端部の複数地点において整合的な年代値が得られることが確認できた。この結果はより信頼性の高い形成年代推定に加え本研究の正当性の主張に強い補強を与えるものとなった。
一方地形地質調査によって得られた沼段丘群の標高・年代分布を使用して、相模トラフの地震繰り返しと地殻変動履歴を再現する物理モデルの作成も行われた。当初の計画では有限要素法を用いてアセノスフェアの粘弾性効果を含めたの力学的モデルに関する境界条件を定めることを目標としていた。これに対し、地形地質調査による結果から沈み込み域浅部の微小形状が房総半島の地殻変動履歴に最も関与していることが示唆されたため、本年度は改めて線形弾性モデルを使用した力学的モデルの構築に取り組んだ。報告時点において地震繰り返しモデルにおける境界条件の構築までを完了している。
以上の経過から、本年度の研究はおおむね計画通りの進行といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の調査の成果により、沼段丘の詳細な地形分布と、形成年代の推定に必要な十分量の堆積物試料年代が得られた。これらの成果により、沼段丘について新たに判明したことと、解決すべき課題が生じた。最も重要な知見は、地形調査により４段の沼段丘全てがほぼ同様な鉛直比高分布を持っていたことである。この特徴は元禄型地震が繰り返し同様なメカニズムで発生していることを示唆しているが、一方で年代測定調査においては沼段丘の形成間隔が最大で２倍から３倍ばらついていることが明らかとなっており、従来の地殻変動モデルを踏襲した場合、両者の間には食い違いが生じている。今後の研究においては、これまでの地形地質調査の成果のとりまとめと、上述した矛盾を解消可能な相模トラフ沈み込み域における地震発生履歴の統合的なモデルを構築することを計画する。
はじめに、取得した堆積物年代試料データセットから、沼段丘の離水年代の定量的な推定を行う。ここでは、従来的な個々の採取試料に依存した推定ではなく、試料全体の年代測定結果の確率密度分布を対象として、統計学的な問題として取り扱う。
つづいて、地形地質調査により得られた沼段丘の形成履歴をもとにして、相模トラフ沈み込み域の過去1万年間の地震発生と地殻変動履歴を再現する物理モデルを構築する。従来、海岸段丘の形成原因となる沈み込み帯の恒久的な隆起は、アセノスフェアの粘弾性変形によるものとされていた(Sato+, 2016, EPS)が、今回明らかになった沼段丘の分布はこの従来のモデルでは説明できなかった。そこで、房総半島直下に沈み込む海山(Tsumura+, 2009, Tectonophysics)のようなプレート境界面の局所的な形状に着目した地震繰り返しによる地殻変動モデルを構築することで、これまでの観測結果とすべて整合的な地震発生履歴の再現を行うことを計画する。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
