高周波レシーバ関数解析および稠密海底地震観測網による巨大地震発生帯の調査

• 研究課題/領域番号: 19K14811
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 悪原 岳 東京大学, 地震研究所, 助教 (30802954)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 沈み込み帯 / 巨大地震断層 / 海底地震計 / 波形解析 / ベイズ統計 / レシーバ関数 / 表面波 / 地震波解析 / 海域地震観測 / 地震波形解析 / 地震波速度構造

研究開始時の研究の概要

沈み込み帯で発生する巨大地震のふるまいを理解するためには、地震が起こる場所、すなわちプレート境界面の調査が必要となります。本研究では、海底地震計で観測された地震波形データを解析することで、プレート境界面の調査を行います。「①密な観測点を設置すること」、および「②新しく開発したデータ解析手法を用いること」で、従来の研究よりも高い解像度で、プレート境界面の実態に迫ることを目指します。

研究成果の概要

沈み込み帯で発生する巨大地震断層すべりの挙動を理解するためには、断層面における物性、とりわけ、断層面近傍に存在する水による圧力（流体圧）を把握することが不可欠となる。本研究では、自然に発生する地震の波形を密に設置した海底地震計で観測し、その波形解析から流体圧を調査することを目指す。
自然に起こる地震の波形は一般的に複雑な波形を示す。加えて、海底地震計では海水内や柔らかい海底堆積物の層内にトラップされた多重反射波の影響で、この複雑性はさらに促進され、詳細な地下構造の解析には向かないとされてきた。本研究では、この課題をベイズ統計による現代的な解析手法により克服した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、海底地震計で記録された自然地震データを利用した解析により、沈み込み帯巨大地震断層面近傍の構造を推定できることが新たに明らかとなった。この自然地震を用いた手法では、従来の人工震源を用いた探査とは異なる物理量に感度があるため、断層面近傍の物性をよりよく拘束することができる。今後、同様な稠密観測を進め、巨大地震断層面の物性をマッピングすることで、巨大地震の被害予測向上につながると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Overpressured Underthrust Sediment in the Nankai Trough Forearc Inferred From Transdimensional Inversion of High‐Frequency Teleseismic Waveforms (2020)
  • 著者名/発表者名: Akuhara Takeshi、Tsuji Takeshi、Tonegawa Takashi
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 47 号: 15
  • DOI: 10.1029/2020gl088280
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Fluid reservoir in the Hyuganada accretionary prism related to the ridge subduction: implication from a passive seismic array (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Akuhara, Yusuke Yamashita, Shukei Ohyanagi, Yasunori Sawaki, Tomoaki Yamada, Masanao Shinohara
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2022
  • 招待講演
• [学会発表] Passive seismic observation at Kumano-nada toward high-resolution study of slow earthquakes (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Akuhara, Hiroko Sugioka, Yusuke Yamashita, Shukei Ohyanagi, Atikul Haque Farazi, Yoshihiro Ito, Ryota Hino, Ryosuke Azuma, Eiichiro Araki, Takashi Tonegawa, Takeshi Tsuji, Kimihiro Mochizuki, Tomoaki Yamada, Shunsuke Takemura, Masanao Shinohara
  • 学会等名: International Joint Workshop on Slow Earthquakes 2021
  • 国際学会
• [学会発表] 海域機動地震観測による熊野灘のスロー地震調査 (2021)
  • 著者名/発表者名: 悪原岳，杉岡裕子，山下裕亮・大柳修慧・Atikul Haque Farazi・伊藤喜宏，日野亮太・東龍介，荒木英一郎・利根川貴志，辻健，望月公廣・山田知朗・武村俊介・篠原雅尚
  • 学会等名: 海と地球のシンポジウム2021
• [学会発表] Overpressured underthrust sediment in the Nankai Trough forearc revealed by high-frequency receiver function inversion (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Akuhara, Takeshi Tsuji, Takashi Tonegawa
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Development of seismic inversion tool for flat and isotropic layered structures in the ocean (SEIS-FILO) (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Akuhara
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Seismic transdimensional inversion tools for flat and isotropic layered structures in the ocean (SEIS-FILO) (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Akuhara
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Constraining S Wave Velocity of the Source Region of Shallow Very Low-Frequency Earthquakes (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Akuhara, Takashi Tonegawa
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Sediment compaction and fluid processes in the Nankai Trough forearc inferred from teleseismic body waves (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Akuhara, Takeshi Tsuji, Takashi Tonegawa
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2019
  • 国際学会
• [備考] SEIS_FILO（地震波データ解析用プログラムパッケージ）
  • URL: https://github.com/akuhara/SEIS_FILO
• [備考] 自然地震波の解析で明らかとなった沈み込む堆積層内の高間隙流体圧
  • URL: https://www.eri.u-tokyo.ac.jp/research/11785/