| 研究課題/領域番号 |
22K14110
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
高野 智也 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (80905604)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 地震波干渉法 / 地震波速度変化 / 地球潮汐 / 脈動 / 潮汐応答 / 常時微動 / 状態空間モデル / 間隙流体圧 / モニタリング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
常時微動の解析により求めた地震波速度の時間変化に基づき，地殻内の間隙流体圧を高い時間分解能で調べる．間隙流体圧は地震発生のメカニズムを理解する上で重要な情報である．ノイズを含む観測データから求めたい物理量を推定できるカルマンフィルタを利用し，間隙流体圧に対応した地殻構造の時間変化のみを推定する．地下への人工注水が行われている注水場において本手法を適用し，手法の有用性を検証する．本課題によって間隙流体圧のモニタリング手法が確立されることで，地震発生への間隙流体圧の影響をこれまで以上に高時間分解能で調べられるようになると期待される．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，地震波速度変化の潮汐応答から地殻内部の間隙水圧の推定を目指している．本年度は，地球潮汐による地震波速度変化の新しい推定手法を開発し，それを日本全国に展開されているHi-net地震観測点に適用した．全国の各Hi-net観測点で1時間ごとに常時微動の自己相関関数９成分を計算し，リファレンス波形に対する１時間ごとの地震波速度変化を計算した．潮汐によるモデル化した速度変化を状態空間モデルに組み込み，カルマンフィルタと最尤法により潮汐による速度変化量と潮汐と速度変化の位相差を推定した．大局的に浅部のS波速度が遅い領域で潮汐歪み応答が大きい傾向が見られた．この研究の成果が，国際誌に掲載された (Takano and Nishida, 2023)．
また、前年度に行った異なる方位の歪みに対する地震波速度変化に関する研究の成果が，国際誌に掲載された (Takano et al., 2023)．この研究では，海洋潮汐によって潮汐歪みの主軸が時間変化することに着目し，異なる方向の潮汐歪みに対する地震波速度変化を調べた．東北地域を含む6つの活火山に設置されている地震観測網で記録された約4年間の常時微動の相互相関関数により地震波速度変化を計算した．速度変化の歪み応答には，歪みの方位に対して明瞭な方位依存性が見られた．特に，潮汐歪みが卓越する方位と平行な方向にある観測点ペアで，潮汐歪みによる速度変化が大きくなる傾向が見られた．これは，非線形弾性理論に基づく地震波速度変化と調和的であり，地殻における歪みによって生じる地震波速度変化のメカニズムの理解に繋がるものである．
また，本研究計画に関連して地震計の時刻ずれを考慮した高精度な地震波速度変化の推定に関する研究を実施した．
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| 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
本年度は，昨年度までの成果を２本の国際誌に掲載することができた．また，新たに地震計の時刻ずれを考慮した地震波速度変化の推定に関する研究を行い，S/N比の悪い波形に対しても安定して微小な地震波速度変化と時刻ずれを推定できることを示した．この研究についても現在国際誌への投稿を準備している．一方，研究計画に記載した米国注水場において地震波速度変化を推定したところ，地震波速度変化と地下注水量に明瞭な相関が見られず，注水に伴う潮汐応答の変化を検知するのは困難である可能性があることがわかった．したがって，以上より研究計画は概ね順調に進展していると考えられる．
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画に記載した米国注水場においては，注水に伴う潮汐応答の変化を検知するのは困難である可能性があることが本年度の研究によりわかったので，次年度ではすでに地震波速度変化の潮汐応答が見られているHi-net観測網において，異なる期間で地震波速度変化の潮汐応答を抽出し，その時間変化を調べる予定である．特に，間隙水圧の上昇に伴う地震活動活発化が指摘されている2011年東北地方太平洋沖地震の前後で地震波速度変化の潮汐応答の時間変化を推定する．
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