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構造不均質がコントロールする地震破壊機構の理論的研究:XBIEM-ECSの実現

研究課題

研究課題/領域番号 18J21734
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関東京大学

研究代表者

木村 将也  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードpre-P gravity signal / prompt gravity signal / transient deformation / time variable gravity / 2011 Tohoku earthquake / prompt gravity
研究実績の概要

地震による断層運動は断層周辺に質量の再分布を生じさせ、また断層から放射され地球内部を伝搬する地震波は媒質の密度変化を伴う。これら両方の過程は、P波の到来よりも前から始まる過渡的な重力変化を引き起こすと考えられる。
この「P波前重力信号」はこれまで理論的には提案されていたものの、未だに存在が未確定な段階であった。例えば、近年2011年東北沖地震からのP波前重力信号の最初の検出が報告されたが、信号の統計的有意性は新たな物理現象の発見とみなせるほどの高さではなかった(およそ2.6σ)。その後の第二の検出報告では、合成波形と観測波形とが良い一致を示すことが報告されたが、信号の有意性は議論されなかった。また、用いられた非因果的信号処理に関して、アーティファクトを生み出し元の記録を汚染する可能性があるという問題が残っていた。
本研究では、まず、十分な統計的有意性を持つP波前重力信号を同定することを目的とした。アーティファクトを生まない因果的信号処理を用いて波形を解析し、2011年東北沖地震からのP波前信号を7σの有意性で検出した。次に、先行研究で用いられた非因果的信号処理手法を検証し、その結果、アーティファクトの振幅は理論から期待される信号振幅に比べ十分に小さく、第二の検出報告の結果を否定しないことが示された。ここまでの研究によりP波前重力信号の存在が確認され、また観測と理論モデルとを定量的に比較するための基礎が確立された。3番目の研究では、P波前重力信号波形を用いて2011年東北沖地震の震源パラメタの推定を行った。合成波形と観測波形3成分(鉛直・東西・南北)とを比較することで波形インバージョン解析を行い、その結果、従来の長周期地震波の解析では十分に決めることのできない震源断層の傾斜角に対して制約を与えることができた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 表現定理とグリーン関数 (3)2019

    • 著者名/発表者名
      木村将也, 亀伸樹
    • 雑誌名

      地震 第2輯

      巻: 71 号: 0 ページ: 153-160

    • DOI

      10.4294/zisin.2017-20

    • NAID

      130007593875

    • ISSN
      0037-1114, 1883-9029, 2186-599X
    • 年月日
      2019-01-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reply to comment by Vallee et al. on “Earthquake-induced prompt gravity signals identified in dense array data in Japan”2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masaya、Kame Nobuki、Watada Shingo、Ohtani Makiko、Araya Akito、Imanishi Yuichi、Ando Masaki、Kunugi Takashi
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 71 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1186/s40623-019-1099-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The fundamental nature of a transient elastic response to prompt gravity perturbations2019

    • 著者名/発表者名
      Kame N, Kimura M
    • 雑誌名

      Geophys. J. Int

      巻: 218(2) 号: 2 ページ: 1136-1142

    • DOI

      10.1093/gji/ggz196

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Earthquake-induced prompt gravity signals identified in dense array data in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Kame N, Watada S, Ohtani M, Araya A, Imanishi Y, Ando M, Kunugi T
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 71:27 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s40623-019-1006-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 日本の高密度アレイによって記録された3成分P波前重力信号による2011年東北沖地震の震源パラメータの決定2021

    • 著者名/発表者名
      亀伸樹、木村将也、綿田辰吾、新谷昌人、功刀卓、Rongjiang Wang
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Earthquake-induced Prompt Gravity Signals in Multi-channel Data2019

    • 著者名/発表者名
      木村将也, 亀伸樹, 綿田辰吾, 大谷真紀子, 新谷昌人, 今西祐一, 安東正樹, 功刀卓
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地震による即時重力変化の検出可能性:既存モデルから期待される理論信号の加速度データ解析における不検出および重力計測原理に基づく解釈2018

    • 著者名/発表者名
      木村将也, 亀伸樹, 綿田辰吾, 大谷真紀子, 新谷昌人, 今西祐一, 安東正樹, 功刀卓
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新たに見いだされた因果を及ぼし合わない弾性変形様式:質点が全空間に渡り突然引き起こす重力加重に対する弾性体の過渡的応答2018

    • 著者名/発表者名
      亀伸樹, 木村将也
    • 学会等名
      日本地震学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Transient elastic response to instantaneously applied gravity load induced by a point mass - Derivation of an analytic solution in an unbounded homogeneous isotropic elastic medium2018

    • 著者名/発表者名
      Kame N, Kimura M
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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