| 研究課題/領域番号 |
23K22602
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01331 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
加藤 愛太郎 東京大学, 地震研究所, 教授 (20359201)
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| 研究分担者 |
浅岡 陽一 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (40345054)
熊澤 貴雄 統計数理研究所, リスク解析戦略研究センター, 特任准教授 (60649482)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2025年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
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| キーワード | 地震活動 / 応力場 / ハイパーカミオカンデ / 空洞掘削 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地震活動は、応力の絶対値・変化率が増加するほど活発化することが予想されるものの、この基本的な関係性を天然の環境下において実証した研究例は極めてすくない。その要因として、地下における応力場の推定が難しい点が挙げられる。本研究計画では、ハイパーカミオカンデの建設にともなう世界最大級の大空洞掘削工事によって生じる応力場の時空間変化の推定と、稠密地震観測網を用いた誘発地震活動の高精度な把握を通して、両者の関係性を解明することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
2022年9月に設置した高感度地震計から構成される高密度地震観測網（34地点）の保守作業を、2023年6月と2023年11月に実施した。各保守時において、記憶媒体と大型バッテリー（各観測点2台）の交換をおこなった。入念な積雪対策を施したため全観測点で観測を継続でき、1年以上にわたる連続波形記録の取得に成功した。回収したデータのバックアップを取ったあと、全観測点の波形記録を1つのWINファイルに統合処理した。その後、観測開始時点から蓄積されている連続波形記録に対して、機械学習モデルを適用することで地震波の走時データの時系列を取得し、それらを用いて時空間上のグリッドサーチにより各地震イベントを認定し初期震源を決定した。初期震源をベースに、波形相関法により相対走時差データを取得し、相対走時差震源決定法を適用することで高精度な震源分布を推定した。マグニチュード－2程度の地震イベントを数多く捉えることができた。震央の多くは、ハイパーカミオカンデを中心に約1 kmの狭い範囲に集中し、主に南北2つのクラスターに分かれて分布する。南側の地震クラスターの活動は、平日に活発化する特徴が明瞭なため、人工的な掘削作業にともなう発破などが震源であると考えられる。一方で、北側のクラスターは高角に傾斜する面状の分布を示し、山はねと考えられる複数のイベントが起きており、巨大空洞掘削の応力集中にともなう地震活動の可能性が高いことが考えられる。それらの震源情報の時空間分布に着目することで、巨大空洞掘削時の応力集中域との対応関係について調査を進めた。
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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
巨大空洞掘削域の直上に展開した高密度多点の地震観測網を長期間にわたって維持できており、2023年6月と2023年11月の保守作業の際に回収した連続波形データは、全ての観測点において正常に記録されていた。冬季の積雪対策を入念に実施した成果だと評価できる。また、取得した地震波形記録を用いた地震検出及び震源決定解析も遂行している。以上のように、計画はおおむね順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
巨大空洞の掘削が計画通り進展しており、それに伴う地震イベント検出を目的に稠密地震観測網の維持を通して、今年度も連続波形記録の取得を予定している。地震観測網の維持のために、年に2回の保守作業を実施する。取得した連続波形記録に対して、機械学習モデルを適用することで地震波の走時データの時系列を取得し、それらを用いて各地震イベントを認定する。イベント認定後に、波形相関法により相対走時差データを取得し、相対走時差震源決定法を適用することで、高精度な震源分布を推定する。その際、発破等の人工的な地震イベントと、そうでないイベントとを波形の特徴に基づいて分類する。さらに、再決定された震源を用いてMatched Filter法を連続波形記録に適用することで、より規模の小さなイベントの検出を通して、より正確な地震カタログの構築を進める。また、構築した地震カタログに対して、非定常ETASモデルを適用することで、背景地震活動度の時間変化を明らかにする。さらに、掘削時に得られる数値情報に基づいて応力場の時空間変化を推定する。これらの情報を統合することで、背景地震活動度と応力場の時空間変化を対比し、両者の関係性を評価する。
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