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2011年東北沖地震に伴う断層すべりの時空間発展の高解像度推定

研究課題

研究課題/領域番号 20K14588
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
研究機関東北大学 (2021-2023)
国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2020)

研究代表者

富田 史章  東北大学, 災害科学国際研究所, 助教 (20838916)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードインバージョン / 海底測地観測 / 断層すべり推定 / 粘弾性緩和 / 巨大地震 / 沈み込み帯 / 地殻変動 / 逆計算 / 2011年東北沖地震 / 地震サイクル
研究開始時の研究の概要

沈み込み帯における巨大地震サイクルに伴う断層すべりの時空間発展を高い解像度で推定することは,プレート境界における力学的特性を把握する上で極めて重要である.従来,地震サイクルの各フェーズ(地震間・地震時・地震後)で得られた地殻変動データのみを用いてそれぞれの断層すべり分布が推定されてきた.本研究では,地殻変動観測データが粘弾性緩和や間隙弾性反発といった過渡的な現象を介して過去の断層すべりに関する情報を有していることに着目し,2011年東北地方太平洋沖地震における地震間・地震時・地震後の地殻変動観測データを統合して解析することで,高解像度の断層すべりの時空間発展の推定に取り組む.

研究成果の概要

沈み込み帯プレート境界での巨大地震に伴う断層すべりの時空間発展を高解像度で推定するため,Reversible-jump MCMC法による多時間窓すべり分布推定手法の開発した.開発した計算コードは従来手法と比べ,多くの利点を有することを確かめた.加えて,簡易な粘弾性グリーン関数・海陸測地観測データを用いた2011年東北沖地震に伴う断層すべり分布推定に本手法を適用した. その結果,地震時すべりは海溝近傍で南北に広く,余効すべりは宮城沖の沿岸域(10年以上)・福島沖の海溝近傍域(地震後6.5年以内に収束)に推定された.ただし,より精緻化した粘弾性グリーン関数による再検討が必要である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

沈み込み帯のプレート境界で進行する断層すべりの時空間発展を精密にモニタリングすることは,地震を起こす歪みの蓄積・解放状態を把握する上で重要である.この推定には,断層すべりの生じている近傍(海底)での測地観測が重要であり,2011年東北沖地震以降には海底測地観測点が増設されている.しかし,東北沖地震前・地震時の海底測地観測データを増やすことはできない.本研究では,地震後の測地観測データが粘弾性緩和という時定数の長い現象によって過去の断層すべりの情報を含んでいることに着目し,その情報を引き出す新しい断層すべり推定手法を開発した.この成果は,今後の断層すべりのモニタリングに貢献できると考える.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A new GNSS-acoustic positioning software implementing multiple positioning functions considering nadir total delays2024

    • 著者名/発表者名
      Tomita Fumiaki、Kido Motoyuki
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 76 号: 1 ページ: 48-48

    • DOI

      10.1186/s40623-024-01987-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An approximate travel time calculation and a robust GNSS-acoustic positioning method using an MCMC technique2022

    • 著者名/発表者名
      Tomita Fumiaki、Kido Motoyuki
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 74 号: 1 ページ: 176-176

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01740-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Trans‐dimensional Fault Slip Inversion for Geodetic Data2021

    • 著者名/発表者名
      Tomita F.、Iinuma T.、Agata R.、Hori T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 5

    • DOI

      10.1029/2020jb020991

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 東北沖におけるウェーブグライダーを活用したGNSS音響海底地殻変動観測と成果2023

    • 著者名/発表者名
      富田史章,飯沼卓史,木戸元之,太田雄策,福田達也,日野亮太
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新しいGNSS音響測位解析ソフトウェア(SeaGap)の開発2023

    • 著者名/発表者名
      富田史章
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 日本海溝・千島海溝沿いにおけるGNSS音響海底測地観測とその成果2023

    • 著者名/発表者名
      富田史章,木戸元之,飯沼 卓史,太田雄策,日野亮太,大園真子,高橋浩晃,プラタ-マルティネス ライムンド,野徹雄,中東和夫,中村恭之
    • 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] 多様な事前分布に基づく音速水平勾配を仮定したGNSS音響測位解析手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      富田史章
    • 学会等名
      日本測地学会第140回講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] GNSS-acoustic observations using manned and unmanned sea surface platforms along the Kurile-Japan Trench to grasp the interplate locking state and the postseismic deformation of the 2011 Tohoku-oki earthquake2023

    • 著者名/発表者名
      Iinuma, T., M. Kido, F. Tomita, T. Fukuda, R. Hino, T. Hori, K. Nakahigashi, H. Takahashi, T. No, Y. Nakamura, M. Ohzono, R. Plata-Martinez, D. Sato
    • 学会等名
      2023 AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a new GNSS-acoustic positioning software “SeaGap” and its application2023

    • 著者名/発表者名
      Tomita, F., & M. Kido
    • 学会等名
      2023 AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-Trench Postseismic Subsidence Following the 2011 Tohoku-oki Earthquake Revealed by GNSS-Acoustic Observations2022

    • 著者名/発表者名
      Tomita, F., M. Kido, C. Honsho, T. Iinuma, Y. Ohta, R. Hino, T. Sun, H. Luo, K. Wang
    • 学会等名
      2022 AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 東北沖における近年のGNSS音響海底測地観測とその成果2022

    • 著者名/発表者名
      富田史章,木戸元之,飯沼卓史,太田雄策,本荘千枝,日野亮太,野徹雄,中東和夫
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 東北沖におけるウェーブグライダーを活用したGNSS音響海底地殻変動観測2022

    • 著者名/発表者名
      富田史章,飯沼卓史,木戸元之,太田雄策,本荘千枝,福田達也
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 測地データを用いた2011年東北沖地震後のプレート境界での非地震性すべりイベントの検出2022

    • 著者名/発表者名
      富田史章
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Impact of employing a waveglider on GNSS-Acoustic survey along the Japan trench2022

    • 著者名/発表者名
      Kido, M., C. Honsho, F. Tomita, Y. Ohta, R. Hino, T. Iinuma
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウェーブグライダーを用いたGNSS-音響測距結合方式の海底地殻変動観測(その3)2022

    • 著者名/発表者名
      飯沼卓史,木戸元之,福田達也,太田雄策,富田史章,有吉慶介,永野憲,プラタ-マルティネス ライムンド,日野亮太,高橋浩晃,堀高峰
    • 学会等名
      日本測地学会第138回講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェーブグライダーを用いたGNSS音響結合方式の海底地殻変動観測とその成果2021

    • 著者名/発表者名
      富田史章,飯沼卓史,木戸元之,太田雄策,本荘千枝,福田達也,堀高峰
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2011年東北沖地震に伴う地震時すべり分布の解像度向上と不確定性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      富田史章,飯沼卓史,木戸元之,日野亮太,太田雄策,縣亮一郎,堀高峰,内田直希
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェーブグライダーを用いたGNSS-A海底地殻変動観測と近年の東北沖での海底地殻変動の傾向2021

    • 著者名/発表者名
      富田史章,飯沼卓史,木戸元之,本荘千枝,太田雄策,福田達也
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] GNSS-Acoustic observation using the Wave Glider to detect the seafloor crustal deformation off the Pacific coast of Northeastern Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Iinuma, T., M. Kido, T. Fukuda, F. Tomita, Y. Ohta, C. Honsho, R. Hino
    • 学会等名
      2021 AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging of fault-slip distributions using a trans-dimensional geodetic slip inversion approach2020

    • 著者名/発表者名
      F. Tomita, T. Iinuma, R. Agata, T. Hori
    • 学会等名
      2020 AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trans-dimensionインバージョン手法による沈み込み帯における固着すべり分布推定2020

    • 著者名/発表者名
      富田史章,飯沼卓史,縣亮一郎,堀高峰
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Reversible-jump MCMCによる平滑化条件を取り入れない断層すべり分布の推定2020

    • 著者名/発表者名
      富田史章,飯沼卓史,縣亮一郎,堀高峰
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] GNSS音響測位解析ソフトウェア「SeaGap」Documents

    • URL

      https://f-tommy.github.io/SeaGapDocs/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Trans-dimensional fault-slip inversion software

    • URL

      https://doi.org/10.5281/zenodo.8374908

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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