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日本や世界における地震活動の季節変動性とその物理メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J11654
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
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

上田 拓  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード地震活動 / 季節変動 / GNSS / 積雪荷重 / HIST-ETASモデル / 背景地震活動度
研究開始時の研究の概要

地震発生予測の向上に向けて、既存の地震活動モデルで説明できない地震活動を理解することは重要である。既存のモデルで最も表現することが難しいものは、背景地震活動度の時間変化である。
背景地震活動度を時間変化させる現象の1つに地震活動の季節変動性がある。この研究は、地表付近の応力変化をもたらす現象と地震活動との相関を知るために、先行研究によって調べられているが、ケーススタディのレベルに留まった研究が多い。本研究の目的は、地震活動の季節変動性を日本や世界の地震活動に対して網羅的に検証し、その物理メカニズムを明らかにすることである。

研究実績の概要

昨年度から継続して地震活動の季節変動性の原因の1つとして考えられている積雪荷重による応力変化をGNSSの変位データから推定した。まず、GEONETのF5解の上下動成分の変位データから観測網全体に共通なノイズ(CME)を主成分分析を用いて推定し、除去した。CMEを除去したデータに対して、上下動変位の季節変動成分を抽出し、Johnson et al. (2017)の手法を用いて荷重の空間分布を推定した。積雪量の多い日本海側の領域において、冬に増加し、春に減少する荷重の季節変動性が見られた。次に推定した表層荷重による応力変化と地震活動度の関係を評価した。地震活動は気象庁一元化処理震源カタログに対してHIST-ETASモデル(Ogata, 2004)を用いてフィッティングを行い、各地震に対する背景地震活動度である確率を計算した。各地震が発生した場所においてTerakawa and Matsu'ura (2010)によって求められた地殻内の応力場における最大せん断応力面をレシーバー断層として表層荷重によるクーロン応力を計算し、地震活動度と比較した。その結果、東北日本の内陸地震活動(M3以上)はクーロン応力変化速度やクーロン応力と相関する傾向が見られ、表層荷重によって地震活動が季節変動することが明らかになった。この研究成果について日本地球惑星科学連合2021年大会や日本地震学会2021年度秋季大会にて発表を行った。
また、東北地方太平洋沖の地震活動について、東北沖地震後の活発化の原因を検討した。東北沖地震すべり域外の日本海溝軸付近の活動は本震による応力集中に伴った活動であることがわかった。また、downdip側の活動は背景地震活動が卓越しており、アフタースリップに伴った活動を反映していると考えられる。この研究成果について日本地球惑星科学連合2021年大会にて発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Spatial variations in seismicity characteristics in and around the source region of the 2019 Yamagata-Oki Earthquake, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Ueda Taku、Kato Aitaro、Ogata Yosihiko、Yamaya Lina
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01325-9

    • 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] 地殻内地震と表層荷重の季節変動性2021

    • 著者名/発表者名
      上田拓、加藤愛太郎
    • 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] HIST-ETASモデルから推定される2011年東北沖地震後の背景地震活動度の時空間変化2021

    • 著者名/発表者名
      上田拓、加藤愛太郎
    • 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] 地殻内地震活動とGNSS変位から推定される表層荷重の季節変動性2021

    • 著者名/発表者名
      上田拓、加藤愛太郎、Christopher W. Johnson、寺川寿子
    • 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] Different deformation styles in the source regions of the 2019 Yamagata-Oki earthquake and the 1964 Niigata earthquake2020

    • 著者名/発表者名
      Taku Ueda, Aitaro Kato, Yosihiko Ogata, Lina Yamaya
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial variations in seismicity characteristics in and around the source region of the 2019 Yamagata-Oki Earthquake, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Taku Ueda, Aitaro Kato, Yosihiko, Ogata, Lina Yamaya
    • 学会等名
      2020 SCEC Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSS変位から推定される地下での応力変化と地震活動の季節変動性2020

    • 著者名/発表者名
      上田拓、加藤愛太郎
    • 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] Spatial variations in seismicity characteristics in and around the source region of the 2019 Yamagata-Oki Earthquake, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Taku Ueda, Aitaro Kato, Yosihiko Ogata, Lina Yamaya
    • 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

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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