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S-wave velocity analysis of sedimentary layers and long-period ground-motion simulation for large earthquakes in the Nankai trough area

Research Project

Project/Area Number 19H01982
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 17030:Human geosciences-related
Research InstitutionCentral Research Institute of Electric Power Industry (2020-2023)
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (2019)

Principal Investigator

Nakamura Takeshi  一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (40435847)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 仲西 理子  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), 主任研究員 (30371727)
藤江 剛  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), センター長 (50371729)
高橋 成実  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 上席研究員 (70359131)
Liu Xin  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), 特任研究員 (80930627)
澤崎 郁  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 特別研究員 (30707170)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords海洋堆積層 / S波速度 / 南海トラフ / 長周期地震動
Outline of Research at the Start

海域で発生した地震についての長周期地震動を予測するためには、海洋堆積層におけるS波速度構造を精度よく推定する必要がある。本研究では、P波からS波に変換されたPS変換波の走時および波形解析や常時微動解析などの、主にS波に着目した複数の解析手法を駆使して、南海トラフ域の海洋堆積層におけるS波速度構造を明らかにする。構築したS波速度構造を基に地震波動場を計算し、南海トラフ巨大地震の陸海域における長周期地震動の予測精度や震源解析精度の向上のために貢献する。

Outline of Final Research Achievements

We conducted travel-time and waveform analyses of seafloor observation data to estimate Vp/Vs ratio and S-wave velocity of marine sedimentary layers, which were not well understood before. We inferred high Vp/Vs ratios of over 5 extending over several kilometer thickness below the seafloor. We also attempted to construct a three-dimensional subsurface structure model that is based on the velocity structure analysis results in and around the Nankai trough and connects the subsurface structure model of the land area with the coastal area. We simulated long-period ground motions using the structural model and estimates the amplitudes including the variations in our focus plain areas. We also evaluated the effect of the seawater layer on long-period ground motions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、海域における地下構造解析のために従来から使用されている走時解析に加え、波形情報を使った解析を実施し、これまで十分に分かっていなかった海洋堆積層のVp/Vs比やS波速度の推定を行った。長周期地震動の要因ともなる低速度層が海洋堆積層において数 kmの厚さで広がっていることを示した。また、海陸で統合した3次元地下構造モデルの構築を試みた。構造モデルを用いて、静岡県西部を対象に、東南海地震の断層震源モデルを使った長周期地震動のシミュレーションを実施し、断層走向直交成分で振幅のばらつきが顕著に大きくなることや、破壊開始点の位置により振幅に8倍程度の違いが生じることを示した。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] “N”-shaped Y/X coda spectral ratio observed for in-line-type OBS networks; S-net and ETMC: interpretation based on natural vibration of pressure vessel2020

    • Author(s)
      Sawazaki, K. and Nakamura, T.
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 72 Issue: 1 Pages: 1-19

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01255-6

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spatial variations of incoming sediments at the northeastern Japan arc and their implications for megathrust earthquakes2020

    • Author(s)
      Fujie, G., S. Kodaira, Y. Nakamura, J. P. Morgan, A. Dannowski, M. Thorwart, I. Grevemeyer, S. Miura
    • Journal Title

      Geology

      Volume: 48 Issue: 6 Pages: 614-619

    • DOI

      10.1130/g46757.1

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 南海トラフ域の海陸統合3次元地震波速度構造の構築と検証2023

    • Author(s)
      仲西 理子・Qin Yanfang・Liu Xin・藤江 剛・汐見 勝彦・小平 秀一・高橋 成実・中村 武史・富士原 敏也
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 静岡県西部を対象とした南海トラフ巨大地震の長周期地震動シミュレーション(その2)2023

    • Author(s)
      中村 武史
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 南海トラフ域の海底地震計データを用いたS波構造推定の試み2022

    • Author(s)
      仲西 理子・Liu Xin・Qin Yanfang・藤江 剛・汐見 勝彦・小平 秀一・高橋 成実・中村 武史
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 静岡県西部を対象とした南海トラフ巨大地震の長周期地震動シミュレーション2022

    • Author(s)
      中村 武史
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 南海トラフ域の3次元地震波速度・密度構造の構築2021

    • Author(s)
      仲西 理子・Qin Yanfang・Liu Xin・藤江 剛・汐見 勝彦・小平 秀一・高橋 成実・中村 武史・富士原 敏也
    • Organizer
      日本地震学会2021年度秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 水平成層構造での海面~海中における水中音響波形計算―海水層による増幅・減幅の影響評価-2021

    • Author(s)
      中村 武史・竹中 博士
    • Organizer
      日本地震学会2021年度秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 確率すべり分布および3次元速度構造モデルを用いた2008年岩手・宮城 内陸地震の震源断層近傍における地震動評価2021

    • Author(s)
      中村 武史・澤田 昌孝
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Nakamura, T. and Iwase, R.2020

    • Author(s)
      Spatiotemporal distribution of fin whale signals in northeast Japan
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “N”-shaped Y/X coda spectral ratio observed for in-line type OBS of S-net and ETMC2020

    • Author(s)
      Sawazaki, K. and Nakamura, T.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “N”-shaped Y/X coda amplitude spectral ratio observed for in-line type OBS networks: interpretation based on the natural vibration of the pressure vessel2020

    • Author(s)
      Sawazaki, K. and Nakamura, T.
    • Organizer
      AGU 2020 Fall Meeting
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] S-netで観測されたコーダ波水平動振幅間の非等方性について2019

    • Author(s)
      澤崎 郁、中村武史
    • Organizer
      地震研究所共同利用研究集会「広帯域波動現象の観測とその背景にある物理モデルの解明」
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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