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波形解析に基づく火山型深部低周波地震のエネルギー放射プロセスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J10074
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

及川 元己  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード火山型深部低周波地震 / スケーリング則 / 地震波放射エネルギー
研究開始時の研究の概要

火山周辺の深部では(30km付近)では火山型深部低周波地震という特殊な地震が発生している。この地震の発生プロセスを解明することは、火山深部のマグマ供給プロセスや火山周辺にかかる応力状態を把握する上で非常に重要であるが、地震の規模が小さいために詳細な物理プロセスはあまりわかっていない。本研究では活動が活発な東北日本で発生する火山型深部低周波地震の波形解析によって、地震波放射に関する物理量を推定することで、そのエネルギー放射プロセスを解明する。

研究実績の概要

本研究では、火山型深部低周波地震の地震モーメントと継続時間のスケーリング則の構築を行った。狭い範囲での地震モーメントと継続時間をロバストに推定する難しさから、今までの研究では確立されたスケーリング則はなかったが、本研究では新しい手法を開発することでこの問題を解決した。この手法では、地震波形のエンベロープに注目し、それらに対して箱型関数をフィッテイングするということをおこなった。また、このプロセスで得られる推定量は伝播経路や解析の中で適用するバンドパスフィルターの影響を受けているので、理論波形について同じ手法で推定を行い、その関係を経験的に補正することで震源でのモーメントと継続時間の推定をおこなった。この解析を蔵王火山で発生している火山型低周波地震に適用したところ、地震モーメントが継続時間の3乗に比例する関係が得られた。また、同様の傾向は、プレート境界で発生している一部地域の低周波地震でも確認された。この関係式は、普通の地震と同じであることから、限られた地域での解析であるが、低周波地震は普通の地震と同じような震源成長プロセスを持っていることが示唆される。一方で、継続時間という点では普通の地震とは大きな違いが存在する。同じ規模の普通の地震と比較すると、低周波地震の継続時間が一桁ほど大きいことが分かった。この違いは、低周波自身の破壊伝播速度と応力降下量が普通の地震に比べて非常に小さいことを意味している。本研究結果は、今まで普通の地震とは違ったプロセスを持つと考えられていた火山型低周波地震が破壊伝播速度と応力降下量が違うだけで同じような震源プロセスであること言える。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Depth Dependent Focal Mechanisms of Volcanic Deep Low‐Frequency Earthquakes in Northeast Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Oikawa Genki、Aso Naofumi、Nakajima Junichi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 12

    • DOI

      10.1029/2021jb022666

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential applicability and limitations of radiation-corrected empirical Green's functions for point-source cases2021

    • 著者名/発表者名
      Shibata Ritsuya、Aso Naofumi、Oikawa Genki、Nakajima Junichi、Ide Satoshi
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 229 号: 2 ページ: 800-813

    • DOI

      10.1093/gji/ggab503

    • 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
  • [学会発表] Self-similar rupture process of deep low frequency earthquakes2022

    • 著者名/発表者名
      及川 元己・麻生 尚文
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scaling relationship of low frequency earthquakes (LFEs) between duration and radiated seismic energy2022

    • 著者名/発表者名
      及川 元己・麻生 尚文
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深部低周波地震の成長過程は通常地震と同じなのか?2022

    • 著者名/発表者名
      及川 元己・麻生 尚文
    • 学会等名
      日本地震学会 2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Deep low frequency earthquakes (LFEs) evolve similarly to ordinary fast earthquakes2022

    • 著者名/発表者名
      及川 元己・麻生 尚文
    • 学会等名
      International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 東北日本の応力場の時空間変化によって引き起こされる火山深部低周波地震2021

    • 著者名/発表者名
      及川 元己・麻生 尚文・中島 淳一
    • 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] The relationship between focal mechanisms of volcanic deep low frequency earthquakes and spatiotemporal stress pattern in Northeast Japan2021

    • 著者名/発表者名
      及川 元己・麻生 尚文・中島 淳一
    • 学会等名
      アメリカ地球物理学会 2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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