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海洋堆積層のS波速度解析に基づく南海トラフ巨大地震による長周期地震動予測の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 19H01982
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17030:地球人間圏科学関連
研究機関一般財団法人電力中央研究所 (2020-2023)
国立研究開発法人防災科学技術研究所 (2019)

研究代表者

中村 武史  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)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード海洋堆積層 / S波速度 / 南海トラフ / 長周期地震動
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

海底観測データの走時解析や波形解析を実施し、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波速度を推定した。南海トラフ域では、場所によっては、Vp/Vs比が5以上の領域が数kmの厚さで広がっていることが分かった。また、南海トラフおよびその周辺域の速度構造解析結果、陸域の全国1次地下構造モデルと沿岸域で接続した3次元地下構造モデルの構築を試みた。さらに、構造モデルを用いて長周期地震動のシミュレーションを実施し、注目する平野部におけるばらつきも含めた振幅の推定を行った。海水層が長周期地震動に与える影響の評価も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] “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

    • 著者名/発表者名
      Sawazaki, K. and Nakamura, T.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 号: 1 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01255-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial variations of incoming sediments at the northeastern Japan arc and their implications for megathrust earthquakes2020

    • 著者名/発表者名
      Fujie, G., S. Kodaira, Y. Nakamura, J. P. Morgan, A. Dannowski, M. Thorwart, I. Grevemeyer, S. Miura
    • 雑誌名

      Geology

      巻: 48 号: 6 ページ: 614-619

    • DOI

      10.1130/g46757.1

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      中村 武史
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      中村 武史
    • 学会等名
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 南海トラフ域の3次元地震波速度・密度構造の構築2021

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本地震学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      中村 武史・竹中 博士
    • 学会等名
      日本地震学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      中村 武史・澤田 昌孝
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Nakamura, T. and Iwase, R.2020

    • 著者名/発表者名
      Spatiotemporal distribution of fin whale signals in northeast Japan
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] “N”-shaped Y/X coda spectral ratio observed for in-line type OBS of S-net and ETMC2020

    • 著者名/発表者名
      Sawazaki, K. and Nakamura, T.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] “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

    • 著者名/発表者名
      Sawazaki, K. and Nakamura, T.
    • 学会等名
      AGU 2020 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      澤崎 郁、中村武史
    • 学会等名
      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」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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