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相似地震を用いた火山・内陸域でのゆっくり滑りの検出

研究課題

研究課題/領域番号 22K03752
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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

行竹 洋平  東京大学, 地震研究所, 准教授 (20435853)

研究分担者 金 亜伊  横浜市立大学, 理学部, 准教授 (00633851)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード群発地震 / 非地震性すべり / 相似地震 / 地殻流体 / 機会学習 / 機械学習 / 地震検出
研究開始時の研究の概要

プレート境界では通常の地震波を励起せず断層すべりがゆっくりと進展するゆっくり滑りが起きていることが知られている。一方、火山を含む内陸域でもゆっくり滑りが起きているかどうかについてはいまだ不明な点が多い。プレート境界でのゆっくり滑りにともない群発地震活動が起きる場合があることから、本研究では群発地震とゆっくり滑りとの関係に着目する。火山を中心に様々な領域で発生する群発地震から相似地震を検出し、ゆっくり滑りを推定することを試みる。その際、高精度な震源カタログの整備が必要となるため、機械学習手法を活用する。火山やその周辺域での同現象の検出を通して、発生機構や物理背景のさらなる理解につなげる。

研究実績の概要

本年度は、箱根火山において昨年度までに構築された群発地震の震源カタログをもとに、2009年、2015年及び2019年に発生した群発地震活動を対象に、相似地震の検出、傾斜計を用いた地殻変動の検出と断層モデルの構築、震源の時空間発展の推定を行い、群発地震に伴う非地震性滑りの寄与に関する検証を進めた。各群発地震期間中において傾斜変動が検出され、その結果に基づいた断層モデルの推定を行った。震源分布をもとに推定した断層面に横ずれ及び開口成分を仮定することにより(ただし、2015年は横ずれのみ)観測された傾斜変動を説明できることが分かった。この断層モデルから求めたモーメントと地震積算モーメントの比較から2015年の群発地震の際には約90%のモーメントが非地震性滑りにより解放されていることが明らかになった。2009年については非地震滑りの寄与を明確に示す結果は得られず、また2019年は約60%と推定された。また2015年は他の期間と比較して速い震源移動が認められ、この結果も非地震滑りの発生を示唆している。2015年の群発地震活動について非地震滑りの寄与が大きいことについて、この期間に水蒸気噴火の発生など明瞭な地表面現象がみられ、カルデラ内の流体圧が高い状態にあり、そのことが断層の摩擦特性を変化させ安定的な滑りの発生が促進されたと考えられる。2015年と2019年については相似地震が検出されたが、これらがプレート境界と同様に周辺の安定滑りにより発生した現象なのかどうか今後さらに検証を進める必要がある。さらに機械学習を用いてより高精度な震源カタログを推定するための手法開発も進めた。今年度は転移学習を取り入れた地震波の自動検測手法の開発を進めるとともに、自然言語処理で広く利用されているTransformerを用いたフレームワークを利用し火山性地震のタイプの分類をする手法開発も進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度においては機会学習による震源カタログ推定の手法開発、箱根火山での群発地震に伴う非地震滑りの寄与について検証と議論を進めることができた。

今後の研究の推進方策

構築されたシステムをもとに他の火山でも震源カタログの構築を進め相似地震の検出を試みる。火山域で検出された相似地震と非地震滑りとの関係についての検証を進め、結果の取りまとめを行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Reappraisal of volcanic seismicity at the Kirishima volcano using machine learning2023

    • 著者名/発表者名
      Yukutake, Y., A. Kim, and T. Ohminato
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 75 号: 1 ページ: 183-183

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01939-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Linking the flow-induced tremor model to the seismological observation: application to the deep harmonic tremor at Hakone volcano, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, T., Y. Yukutake, and M. Ichihara
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 75 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01865-w

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interaction Between Aseismic Slip and Fluid Invasion in Earthquake Swarms Revealed by Dense Geodetic and Seismic Observations2022

    • 著者名/発表者名
      Yukutake Y.、Yoshida K.、Honda R.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 号: 4

    • DOI

      10.1029/2021jb022933

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Harmonic tremor from the deep part of Hakone volcano2022

    • 著者名/発表者名
      Yukutake Yohei、Honda Ryou、Ukawa Motoo、Kurita Kei
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 74 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01700-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fracture Structures in and Around Hakone Volcano Revealed by Dense Seismic Observations2022

    • 著者名/発表者名
      Ryou, H., Yuki, A., Yohei, Y., & Shin’ichi, S.
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 17 ページ: 663-669

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of an Interpretable Volcanic Earthquake Classification Method Using Transformer2024

    • 著者名/発表者名
      Yugo Suzuki, Yukutake Yohei, Masami Yamasaki, Ahyi Kim
    • 学会等名
      International symposium “Submarine caldera volcanoes”
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習による高精度な火山性地震の位相検出モデルの構築と転移学習の検討2023

    • 著者名/発表者名
      中村 勇士、金 亜伊、行竹 洋平、安部 祐希
    • 学会等名
      2023年日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 箱根火山での群発地震における非地震性滑りの寄与2023

    • 著者名/発表者名
      河合 哲朗、行竹 洋平、道家 涼介、本多 亮
    • 学会等名
      2023年日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Transformerエンコーダーを用いた解釈可能な火山性地震の分類手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 悠悟、金 亜伊、山崎 眞見
    • 学会等名
      2023年日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 箱根火山での群発地震における非地震性滑りの寄与2023

    • 著者名/発表者名
      河合 哲朗、行竹 洋平、本多 亮
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Towards Constructing a High-precision Phase picker for Volcanic Earthquakes Using Deep Learning: Performance Evaluation of Various Models2022

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura, Ahyi Kim, Hiroki Uematsu, Yohei Yukutake, Yuki Abe
    • 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] 石川県能登半島北東部の群発地震:マグマ活動に起因する構造と流体供給2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 圭佑、宇野 正起、松澤 暢、行竹 洋平、椋平 祐輔、佐藤 比呂志、吉田 武義
    • 学会等名
      2022年日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習による高精度な火山性地震の位相検出モデルの構築に向けて:様々なモデルの性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      中村 勇士、金 亜伊、上松 大輝、行竹 洋平、安部 祐希
    • 学会等名
      2022年日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習による霧島火山における火山性地震活動の推定2022

    • 著者名/発表者名
      行竹洋平、金亜伊
    • 学会等名
      2022年日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた火山性地震の検測と震源決定―霧島火山への適用例―2022

    • 著者名/発表者名
      行竹 洋平、金 亜伊
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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