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2021 年度 実績報告書

地震発生頻度の応力摂動に対する鋭敏性:理論と実験

研究課題

研究課題/領域番号 19H01811
研究機関大阪大学

研究代表者

波多野 恭弘  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (20360414)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード地震 / 潮汐
研究実績の概要

地震発生頻度が応力摂動に対して鋭敏に応答する条件を解明することを目的として、断層破壊過程を力学的にモデル化し、応力摂動のもとで滑り破壊がいかに発生し進展するか、その物理的機構を調べている。2021年度においては前年度から引き続き、地震発生率に対する応力摂動の影響、および、すべりの動的伝播過程に対する応力摂動の影響を断層面の離散的モデルを用いて考察した。具体的には、断層面を離散化した動的モデル(Olami-Feder-Christensenモデル; 以下OFCモデル)を用いて、応力摂動が地震発生率や規模別頻度分布に与える影響を調べた。
OFCモデルにおいては動的なすべりが瞬間的に終わるので、動摩擦に相当する量はモデルに存在しない。従って応力摂動に関しては法線応力と剪断応力の違いはなく、応力摂動の効果は地震発生率のみに現れる(規模別頻度分布は影響されない)と予想された。つまり、地震発生率は応力摂動の時間変化率に比例して増減し、その幅は摂動の周期に反比例することを解析的計算から予想し、モデルにおいてもそれらの挙動を確認した。2019年度に行った連続体力学に基づくモデルにおいては、地震発生率の変化が応力振幅の絶対値に依存しており、ここでの結果と著しく異なるが、モデルによるこの違いを解析的に説明した。規模別頻度については当初の予想とはやや異なりb値が0.02程度ではあるが摂動の位相に依存して変化する(静止摩擦が上がるとb値が低下する)ことを示した。この挙動は、すべり時に近隣のセルへ分配する応力がより大きくなるためと説明できる。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Model for tectonic tremors: Enduring events, moment rate spectrum, and moment-duration scaling2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kota、Hatano Takahiro、Mochizuki Kimihiro
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 105 ページ: 014124

    • DOI

      10.1103/physreve.105.014124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting Correlations in Earthquake Time Series Using Visibility Graph Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Kundu Sumanta、Opris Anca、Yukutake Yohei、Hatano Takahiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 9 ページ: 656310

    • DOI

      10.3389/fphy.2021.656310

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dilation as a precursor in a continuous granular fault2021

    • 著者名/発表者名
      Levy dit Vehel Victor、Hatano Takahiro、Vanel Loic、Moloy Knut Jurgen、Ramos Osvanny
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 249 ページ: 15006~15006

    • DOI

      10.1051/epjconf/202124915006

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Slow periodic oscillation without radiation damping: new evolution laws for rate and state friction2021

    • 著者名/発表者名
      Mizushima Ryo、Hatano Takahiro
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 229 ページ: 274~285

    • DOI

      10.1093/gji/ggab471

    • 査読あり

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公開日: 2023-12-25  

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