| 研究領域 | スロー地震学 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06477
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
井出 哲 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90292713)
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| 研究分担者 |
吉岡 祥一 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (20222391)
有吉 慶介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 研究員 (20436075)
中野 優 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 特任技術研究員 (40314041)
福山 英一 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波防災研究部門, 総括主任研究員 (60360369)
三井 雄太 静岡大学, 理学部, 講師 (80717950)
松澤 孝紀 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 主任研究員 (90500744)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | スロー地震 / 沈み込み帯 / 微動 / 摩擦 / 潮汐 / 水 / 巨大地震 / 予測可能性 |
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| 研究実績の概要 |
以下の3項について研究を進めた。
(A)スロー地震諸現象の時間空間的な関連性の解明：南海トラフの浅部微動について、放射エネルギーのサイズ分布が指数分布で制限されるべき分布に従うことを示した。同地域でVLFEの震源メカニズム分布を求め、その多様性と海山のような凸構造の関係を示した。ニュージーランドのヒクランギ海溝での群発地震カタログを初めて作成した。また日本海溝におけるスロー地震活動の概要を明らかにした。２次元確率的オートマトンがスロー地震の特徴を説明することを示した。
(B)現実的プレート運動システムにおけるモデル化：固液2相流と粘性を仮定したモデルによって、スラブから放出された水がスラブ直上に存在する低粘性層内部を素早く上昇する可能性を示した。粘性の温度依存性を仮定した力学モデルによって、深さ方向のすべり様式と粘性の温度依存性が系統的に変化することを示した。3次元熱対流海洋プレート沈み込みモデルによって、ニュージーランドのヒクランギ沈み込み帯の温度、含水量、脱水量分布が地震活動の違いを説明することを示した。プレート形状を考慮したSSE数値シミュレーションによって、日向灘浅部のスロー地震活動の挙動が深部での固着の空間変化と関連することを示した。並行する２つの断層の相互作用モデルによって摩擦すべりイベントの速度が変化することを示した。
(C)巨大地震を含むプレート運動システムの予測可能性の検討：大型振動台を用いた岩石摩擦実験によって震源核形成に直結しない長期的なスロースリップを発見し、その発生条件が瞬間的なすべり速度に依存することを明らかにした。逆断層、正断層、横ずれ断層の地震の発生割合の時間変化をETASモデルを用いて定量化し、東北沖に適用した。プレート境界すべり加速時期には逆断層の地震の発生割合が増加することを示した。房総半島の海岸段丘地形から過去の地震時地殻変動を推定した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
今年度は特に、(A)「スロー地震諸現象の時間空間的な関連性の解明」を遂行する上で、2018年8月に東北沖の海底地震観測網S-netのデータが公開されたことが大きい。さらには驚くべきことに、そのデータから初めて大量の微動などのスロー地震活動が検出された。本計画ではすでに公開されている南海地域の海底地震観測網DONETによる結果が着々と出つつあるが、東西日本の全く異なる地震発生環境において、統一的なアプローチでスロー地震研究を進めることができるようになった。これは昨年度の段階では想像できなかったことで、当初の計画以上に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
スロー地震の地球科学的モデル構築を、以下の３つのカテゴリーに分類して推進する。領域全体集会、C01班集会をはじめ、学会等で成果を公表し論文を出版する。
(A)スロー地震諸現象の時間空間的な関連性の解明：四国西部において超広帯域スロー地震の統計的性質を明らかにする。観測で得られたスロー地震の統計的性質、特に微動のサイズ分布に基づき震源モデルの構築と震源における力学的特性の時空間変化を調べる。余効すべり伝播速度と摩擦特性との関係式について、超低周波地震の連鎖破壊過程での妥当性を評価検討する。スロー地震の活動をより正確に把握するために、地震波形を深層学習を使って分類する手法を開発し、実際の観測データに適用する。
(B)現実的プレート運動システムにおけるモデル化：琉球とメキシコの沈み込み帯におけるスロー地震の発生メカニズムを明らかにするため、3次元温度構造モデルの構築を行う。SSEの発生域の深さの違い、微動の塊が２つ存在すること、火山列とスロー地震分布との関係に関する議論を行う。日向灘から四国地域における深部の長期的・短期的SSEおよび浅部のSSEについて、プレート間地震発生サイクルスケールでの数値シミュレーションを行う。セグメント構造や発生間隔等の再現と挙動の時間変化の議論を行う。単純化されたスロー地震発生モデルにおいて、粘弾性の影響を評価するための数値計算に着手する。
(C)巨大地震を含むプレート運動システムの予測可能性の検討：長大岩石摩擦実験中に発生するスロースリップの物理モデルの構築に取り組む。そのスロースリップが引き起こす極微小地震活動について、発生条件・メカニズムを調査する。スロースリップによる地震発生確率変化の定量化に着手する。深発地震の背景活動度にみられる数年スケールでの時間変化と浅部の地殻変動データ等を比較し、沈み込み帯の浅部から深部にわたる大規模変動の可能性を探る。
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