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南海トラフ近傍での歪蓄積過程のリアルタイム精密モニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 20H02236
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22020:構造工学および地震工学関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

有吉 慶介  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), グループリーダー (20436075)

研究分担者 町田 祐弥  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 副主任研究員 (10770670)
永野 憲  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), 主任研究員 (40421888)
松本 浩幸  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 主任研究員 (80360759)
宮澤 泰正  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), ラボ所長代理 (90399577)
木村 俊則  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 副主任研究員 (30520845)
Varlamov Sergey  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 主任研究員(シニア) (00304840)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード海底地殻変動 / スロースリップ / 間隙圧 / 黒潮蛇行 / スロースリップイベント / 黒潮大蛇行 / 海溝型巨大地震
研究開始時の研究の概要

熊野灘沖に孔内観測として設置された体積歪計が急変したのを機に、体積歪計の機器特性、間隙圧の海洋変動、混濁流の影響を考慮した地殻変動解析を行う。そのために、体積歪計の機器特性に関しては、環境実験装置を整備して海底下の温度圧力条件下での機器特性について定量的な評価および適正なオペレーション条件を絞り込む。間隙圧の海洋変動については、海中天気予報を活用し、水温・塩分の4次元分布に基づいて海洋変動による海底圧力への寄与を定量的に評価する。混濁流については、日米共同研究により、海外の沈み込み帯で開発した手法を南海トラフへ適用することで歪蓄積過程を更に高精度で監視する。

研究成果の概要

南海トラフにおける海底地殻変動に伴う歪の蓄積・解放過程を捉えるため、1944年東南海地震の震源域にあたる海底下に長期孔内観測と呼ばれる海底ケーブル式ネットワークに接続された水圧計と真上にある海底水圧計を組み合わせることで、海底地殻変動による体積歪変化を検出してきた。本研究では、海洋擾乱を効果的に除去する手法を開発し、ナノスケール=10^(-9)の精度で体積歪変化を検出できる手法を開発した。
更に、黒潮大蛇行による誤検知を防ぐため、JCOPEと呼ばれる海洋モデルに基づく海底圧力変化の定量評価も行った。その結果、黒潮蛇行とスロースリップと呼ばれる断層すべり運動の終息時期に相関があることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

南海トラフにおける体積歪変化をナノスケール(10の-9乗)で捉える手法を開発した。これにより、断層すべりが1cm生じただけでもリアルタイムで検知できるようになった。その結果、熊野灘でこれまで繰り返し発生したスロースリップイベントについて、2020年3月の時には検知まで5日ほど要したが、2023年3月では発生の翌日に検知し、気象庁に報告するまでの時間を大幅に短縮することが出来た。更に、海洋モデルJCOPEによる海洋擾乱の定量評価の機能も実装し、黒潮蛇行などによる誤検知を防ぐ環境も整えた。これらは地震学・地盤工学・海洋物理学・気象学の融合研究による独自の成果として社会貢献を果たすことが出来た。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 3件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 15件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 米国地質調査所/ワシントン大学/カリフォルニア大学バークレー校(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] テキサス大学(米国)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 米国地質調査所/ワシントン大学/カリフォルニア大学バークレー校(米国)

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      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 米国地質調査所/ワシントン大学/カリフォルニア大学バークレー校(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Seismicity distribution in the Tonankai and Nankai seismogenic zones and its spatiotemporal relationship with interplate coupling and slow earthquakes2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., Yada, S., Ariyoshi, K., Hori, T., & Takahashi, N.
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00493-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extension of Aseismic Slip Propagation Theory to Slow Earthquake Migration2022

    • 著者名/発表者名
      Ariyoshi Keisuke
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 号: 7

    • DOI

      10.1029/2021jb023800

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep-sea bottom-water environment change caused by sediment resuspension on the continental slope off Sanriku, Japan, before and after the 2011 Tohoku Earthquake2022

    • 著者名/発表者名
      Wakita Masahide、Watanabe Shuichi、Yoshino Jun、Oguri Kazumasa、Nomaki Hidetaka、Kawagucci Shinsuke、Ariyoshi Keisuke、Nagano Akira、Fujikura Katsunori
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00515-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] USV-Observed Turbulent Heat Flux Induced by Late Spring Cold Dry Air Incursion over Sub-Mesoscale Warm Regions off Sanriku, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Nagano Akira、Hasegawa Takuya、Ariyoshi Keisuke、Iinuma Takeshi、Fukuda Tatsuya、Fujii Nobuhiro、Tomita Fumiaki、Hino Ryota
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 24 ページ: 9695-9695

    • DOI

      10.3390/s22249695

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 地震時に海底津波計が観測する動水圧変動に関するデータ解析2022

    • 著者名/発表者名
      松本浩幸、梶川宏明、有吉慶介、高橋成実、荒木英一郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_169-I_174

    • DOI

      10.2208/kaigan.78.2_I_169

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interannual Bottom-Intensified Current Thickening Observed on the Continental Slope Off the Southeastern Coast of Hokkaido, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Nagano Akira、Hasegawa Takuya、Ariyoshi Keisuke、Matsumoto Hiroyuki
    • 雑誌名

      Fluids

      巻: 7 号: 2 ページ: 84-84

    • DOI

      10.3390/fluids7020084

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of ocean fluid changes on pressure on the seafloor: Ocean assimilation data analysis on warm-core rings off the southeastern coast of Hokkaido, Japan on an interannual timescale2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hasegawa, Akira Nagano, Keisuke Ariyoshi, Toru Miyama, Hiroyuki Matsumoto, Ryoichi Iwase, Masahide Wakita
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: -

    • DOI

      10.3389/feart.2021.600930

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Nowcast/Forecast System for Japan’s Coasts Using Daily Assimilation of Remote Sensing and In Situ Data2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Yasumasa、Varlamov Sergey M.、Miyama Toru、Kurihara Yukio、Murakami Hiroshi、Kachi Misako
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 13 号: 13 ページ: 2431-2431

    • DOI

      10.3390/rs13132431

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precise Monitoring of Pore Pressure at Boreholes Around Nankai Trough Toward Early Detecting Crustal Deformation2021

    • 著者名/発表者名
      Ariyoshi Keisuke、Kimura Toshinori、Miyazawa Yasumasa、Varlamov Sergey、Iinuma Takeshi、Nagano Akira、Gomberg Joan、Araki Eiichiro、Miyama Toru、Sueki Kentaro、Yada Shuichiro、Hori Takane、Takahashi Narumi、Kodaira Shuichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 9 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3389/feart.2021.717696

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 相模湾における長期海底圧力観測への海洋変動の影響2021

    • 著者名/発表者名
      松本浩幸、永野憲、有吉慶介、荒木英一郎、町田祐弥、西田周平、木村俊則
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_901-I_906

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_901

    • NAID

      130008113422

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seafloor Pressure Change Excited at the Northwest Corner of the Shikoku Basin by the Formation of the Kuroshio Large-Meander in September 20172021

    • 著者名/発表者名
      Nagano Akira、Yamashita Yusuke、Ariyoshi Keisuke、Hasegawa Takuya、Matsumoto Hiroyuki、Shinohara Masanao
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 8 ページ: 583481-583481

    • DOI

      10.3389/feart.2020.583481

    • 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] Drift Characteristics of DONET Pressure Sensors Determined From In-Situ and Experimental Measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Hiroyuki、Araki Eiichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 8 ページ: 600966-600966

    • DOI

      10.3389/feart.2020.600966

    • 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] Characteristics of Slow Slip Event in March 2020 Revealed From Borehole and DONET Observatories2021

    • 著者名/発表者名
      Ariyoshi Keisuke、Iinuma Takeshi、Nakano Masaru、Kimura Toshinori、Araki Eiichiro、Machida Yuya、Sueki Kentaro、Yada Shuichiro、Nishiyama Takehiro、Suzuki Kensuke、Hori Takane、Takahashi Narumi、Kodaira Shuichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 8 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/feart.2020.600793

    • 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] Applying the adjoint-free 4dVar assimilation to modeling the Kuroshio south of Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Yasumasa、Yaremchuk Max、Varlamov Sergey M.、Miyama Toru、Aoki Kunihiro
    • 雑誌名

      Ocean Dynamics

      巻: 70 号: 8 ページ: 1129-1149

    • DOI

      10.1007/s10236-020-01372-6

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Mobile Pressure Calibrator for the Development of Submarine Geodetic Monitoring Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Machida Yuya、Nishida Shuhei、Kimura Toshinori、Araki Eiichiro
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125 号: 9

    • DOI

      10.1029/2020jb020284

    • 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] The Ocean's Impact on Slow Slip Events2020

    • 著者名/発表者名
      Gomberg J.、Baxter P.、Smith E.、Ariyoshi K.、Chiswell S. M.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 号: 14

    • DOI

      10.1029/2020gl087273

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] How to detect aseismic slip along Nankai Trough2024

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Ariyoshi
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋管理に向けた環境変動予測モデルの活用について2023

    • 著者名/発表者名
      宮澤 泰正
    • 学会等名
      海洋科学の未来とレジリエンスサイエンスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Wave Gliderによる三陸沖海面熱フラックス観測2023

    • 著者名/発表者名
      永野憲, 長谷川拓也, 有吉慶介, 飯沼卓史, 福田達也, 藤井信宏, 富田史章, 堀高峰, 日野亮太, 高橋浩晃
    • 学会等名
      2023年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Impact of Kuroshio Meander on Pressure Changes in 2012 to 2013 Along Nankai Trough2023

    • 著者名/発表者名
      Keisuke ARIYOSHI, Akira NAGANO, Takuya HASEGAWA, Takeshi IINUMA, Masaru NAKANO, Demian SAFFER, Hiroyuki MATSUMOTO, Shuichiro YADA, Eiichiro ARAKI, Narumi TAKAHASHI, Takane HORI, Shuichi KODAIRA
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society 2023 20th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 黒潮大蛇行の観測的研究-これまでの知見と最近の研究-2022

    • 著者名/発表者名
      永野 憲, 有吉 慶介, 松本 浩幸, 長谷川 拓也, 山下 裕亮
    • 学会等名
      2022年度日本海洋学会秋季大会シンポジウム3「黒潮大蛇行研究-これまでの歩みと今後の展望-」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 最近の黒潮研究と国際観測プロジェクトCSK-2の必要性2022

    • 著者名/発表者名
      永野 憲
    • 学会等名
      「国連海洋科学の10年」シンポジウム -日本の大気・海洋科学のコミュニティがどう貢献できるか?-
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Ocean Fluid Changes on Pressure on the Seafloor: Observational and JCOPE2M Ocean Assimilation Data Analysis on Warm-core Rings Off the Southeastern Coast of Hokkaido, Japan on an Interannual Timescale2022

    • 著者名/発表者名
      Takuya HASEGAWA, Akira NAGANO, Keisuke ARIYOSHI, Toru MIYAMA, Hiroyuki MATSUMOTO, Ryoichi IWASE, Masahide WAKITA
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society 2022 (AOGS2022) 19th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海流予測から海洋環境予測へ2022

    • 著者名/発表者名
      宮澤 泰正
    • 学会等名
      海洋科学の未来とレジリエンスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of ocean fluid changes on pressure on the seafloor: JCOPE2M ocean assimilation data analysis on warm-core rings off the southeastern coast of Hokkaido, Japan on an interannual timescale2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hasegawa, Akira Nagano, Keisuke Ariyoshi, Toru Miyama, Hiroyuki Matsumoto, Ryoichi Iwase, Masahide Wakita
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Bottom-intensified current observed by a bottom-mounted ADCP off the southeastern coast of Hokkaido, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Nagano, Takuya Hasegawa, Keisuke Ariyoshi, Hiroyuki Matsumoto
    • 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] 孔内観測とDONETから明らかになった2020年3月のスロースリップイベントの特徴2021

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介・飯沼 卓史・中野 優・木村 俊則・荒木 英一郎・町田 祐弥・末木 健太郎・矢田 修一郎・西山 岳洋・鈴木 健介・堀 高峰・高橋 成実・小平 秀一
    • 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] Impact of Kuroshio meander on the slow slip event in March 2020 detected by borehole and DONET observatories2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Ariyoshi, Toshinori Kimura, Yasumasa Miyazawa, Varlamov Sergey, Takeshi Iinuma, Akira Nagano, Joan Gomberg, Eiichiro Araki, Toru Miyama, Kentaro Sueki, Shuichiro Yada, Takane Hori, Narumi Takahashi, Shuichi Kodaira
    • 学会等名
      日本地質学会第128回秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海底圧力に及ぼす力学の多様性とその相互関係の理解2021

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介・永野 憲・松本 浩幸・長谷川 拓也・伊東 優治
    • 学会等名
      2021年日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 黒潮大蛇行がスロースリップイベントに及ぼす影響:孔内とDONETの観測データの統合解析2021

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介, 木村 俊則, 宮澤 泰正, Varlamov Sergey, 飯沼 卓史, 永野 憲, Joan Gomberg, 荒木 英一郎, 美山 透, 末木 健太朗, 矢田 修一郎, 堀 高峰, 高橋 成実, 小平 秀一
    • 学会等名
      日本地震学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 黒潮大蛇行がスロースリップイベントに及ぼす影響:孔内とDONETの観測データの統合解析2021

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介, 木村 俊則, 宮澤 泰正, Varlamov Sergey, 飯沼 卓史, 永野 憲, Joan Gomberg, 荒木 英一郎, 美山 透, 末木 健太朗, 矢田 修一郎, 堀 高峰, 高橋 成実, 小平 秀一
    • 学会等名
      海洋理工学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 相模湾における長期圧力観測への海洋変動の影響2021

    • 著者名/発表者名
      松本 浩幸・永野 憲・有吉 慶介・荒木 英一郎・町田 裕弥・西田 周平・木村 敏則
    • 学会等名
      第68回海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Extension of aseismic slip propagation theory to slow earthquake migration2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke ARIYOSHI, Roland BURGMANN, Jean-Paul AMPUERO
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between Kuroshio meander and crustal deformation around Nankai Trough2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Ariyoshi, Akira Nagano, Takuya Hasegawa, Hiroyuki Matsumoto
    • 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] Understanding of temporal change in slow earthquake migration speed2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Ariyoshi, Roland Burgmann, Jean-Paul Ampuero
    • 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] 孔内観測およびDONETから捉えられた 2020年3月のスロースリップイベントの特徴2020

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介・飯沼 卓史・中野 優・木村 俊則・荒木 英一郎・町田 祐弥・末木 健太郎・矢田 修一郎・西山 岳洋・鈴木 健介・堀 高峰・高橋 成実・小平 秀一
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 孔内観測およびDONETから捉えられた 2020年3月のスロースリップイベントの特徴2020

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介・飯沼 卓史・中野 優・木村 俊則・荒木 英一郎・町田 祐弥・末木 健太郎・矢田 修一郎・西山 岳洋・鈴木 健介・堀 高峰・高橋 成実・小平 秀一
    • 学会等名
      海洋理工学会 令和2年度 秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative relationship between aseismic slip propagation speed and frictional properties2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Ariyoshi, Jean-Paul Ampuero, Roland Burgmann
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 消防防災の科学2023

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      一般財団法人 消防防災科学センター
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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