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2018 年度 実績報告書

構造不均質がコントロールする地震の動的破壊機構:XBIEM高度化による理論解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K05532
研究機関東京大学

研究代表者

亀 伸樹  東京大学, 地震研究所, 准教授 (90304724)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード地震 / グリーン関数 / 動的破壊 / マグニチュード / 地震密度変化 / 地震重力変化
研究実績の概要

地震発生に伴う物理現象の数理モデルにおいて,グリーン関数の空間2階微分の評価がしばしば必要となる.弾性変形場の歪み・応力・密度摂動との相互作用を考える問題においては,変位場の空間勾配を評価し,その際に非積分関数に空間2階微分が現れるからである.断層面上で応力と滑り速度の間に成り立つ境界積分方程式を用いた動的破壊問題の定式化はその典型である.近年,地震の即時検知の高度化の可能性として,地震発生に伴い光速で伝わる重力場・電磁場摂動の検出が提案されている.弾性波速度で広がっていく応力や密度の摂動は,ピエゾ電気・磁気や重力変化を引き起こす.このようなモデルにおいてもグリーン関数の2階微分の評価が必要になる.

地震学的モデリング研究において,空間2階微分の評価には全無限グリーン関数(全無限均質等方弾性媒質中における動弾性グリーン関数の解析解)が用いられてきた.これらの研究では,震源をダブルカップル点震源とし,関連する物理量(電磁場摂動研究の場合は応力,重力場摂動研究の場合は密度摂動)に対してグリーン関数空間2階微分を含む表現を導出している.全無限グリーン関数に対してその2階微分の導出は,特段の難しさはないものの高次テンソルのため大変煩雑である.任意の力源に対して関連する物理量が全て統一的に記された公式として利用できれば便利である.

本年度は,全無限グリーン関数の2階微分,およびこれを用いたモーメントテンソルで記述される点震源が引き起こす歪み・応力・密度摂動場の表現を導き公式として記す.次に,近年注目を集める地震の即時重力変化検出の研究について紹介し,弾性体中のダブルカップル震源が引き起こす重力摂動の理論モデル波形が,この公式により簡便に,任意の震源に拡張されることを示す.また,公式の応用例として,地震により4象限型に動的に再分配される質量をマグニチュードの関数として導き概算を示す.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 表現定理とグリーン関数 (3) ──全無限グリーン関数の 2 階微分を用いた点震源が引き起こす歪み・応力・密度摂動場の表現──2019

    • 著者名/発表者名
      木 村 将 也・亀 伸 樹
    • 雑誌名

      地震

      巻: 71 ページ: 153-160

    • DOI

      DOI: 10.4294/zisin.2017-20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Longer migration and spontaneous decay of aseismic slip pulse caused by fault roughness2019

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa, Takahiro Hatano, Nobuki Kame
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 46 ページ: 1-8

    • DOI

      DOI:10.1029/2018GL081465

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleation of characteristic earthquakes in simulated cycles involving deep huge slow slip events2019

    • 著者名/発表者名
      Makiko Ohtani, Nobuki Kame, Masao Nakatani
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 124 ページ: 1-16

    • DOI

      doi:10.1029/2018JB016156

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Earthquake-induced prompt gravity signals identified in dense array data in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kimura, Nobuki Kame, Shingo Watada, Makiko Ohtani, Akito Araya, Yuichi Imanishi, Masaki Ando, Takashi Kunugi
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 71 ページ: 1-12

    • DOI

      DOI: 10.1186/s40623-019-1006-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] シングルチャンネル記録における地震波初動同定のニューラルネットワークに基づくアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      亀 伸樹・西條 祥・西田 究
    • 学会等名
      JpGU2018
  • [学会発表] フラクタル的な非平面断層における震源核形成2018

    • 著者名/発表者名
      小澤 創・波多野恭弘・亀伸樹
    • 学会等名
      JpGU2018
  • [学会発表] 地震による即時重力変化の検出可能性:既存モデルから期待される理論信号の加速度データ解析における不検出および重力計測原理に基づく解釈2018

    • 著者名/発表者名
      木村将也・亀伸樹・綿田辰吾・大谷真紀子・新谷昌人・今西祐一・安東正樹・功刀卓
    • 学会等名
      JpGU2018
  • [学会発表] Longer migration and spontaneous decay of aseismic slip pulse caused by fault roughness2018

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa, Takahiro Hatano, and Nobuki Kame
    • 学会等名
      International joint workshop on slow earthquakes 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Fault roughness induces longer migration of aseismic slip pulse on the earthquake nucleation process2018

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa, Takahiro Hatano, and Nobuki Kame
    • 学会等名
      10th ACES International Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple cracks in brittle solids: individual mechanical interaction versus collective behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi, Yuki Fukuda, and Nobuki Kame
    • 学会等名
      日本地震学会2018秋季大会
  • [学会発表] バネブロックモデルで観察される地震と周期的 SSE の同期2018

    • 著者名/発表者名
      大谷真紀子・亀伸樹・中谷正生
    • 学会等名
      日本地震学会2018秋季大会
  • [学会発表] 新たに見いだされた因果を及ぼし合わない弾性変形様式:質点が全空間に渡り突然引き起こす重力加 重に対する弾性体の過渡的応答2018

    • 著者名/発表者名
      亀伸樹・木村将也
    • 学会等名
      日本地震学会2018秋季大会
  • [学会発表] Transient elastic response to instantaneously applied gravity load induced by a point mass; Derivation of an analytic solution in an unbounded homogeneous isotropic elastic medium2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Kame and Masaya Kimura
    • 学会等名
      AGU 2018 Fall Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Longer Migration and Spontaneous Decay of Aseismic Slip Pulse on the Earthquake Nucleation Process Induced by Fault Roughness2018

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa,Takahiro Hatano, Nobuki Kame
    • 学会等名
      AGU 2018 Fall Meeting
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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