海底動圧変動記録を用いた東北沖地震活動の時空間推移

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14818
• 研究機関: 国立研究開発法人防災科学技術研究所
• 研究代表者: 久保田 達矢 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, 特別研究員 (70808071)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 地震 / 津波 / 海底圧力計

研究実績の概要

これまで海底に設置された海底圧力計は津波の観測に広く用いられてきたが，近年の研究により，それに加えて海底の地震動も計測可能であり，地震計として使えることが示されつつある．本課題は，これまで着目されてこなかったこの地震動成分を活用し，陸から遠く離れた東北沖の地震活動，特に2011年東北沖地震前後の地震活動の時間的・空間的な変化を詳細に明らかにし，東北沖地震を引き起こした東北日本沈み込み帯の地震発生場の状態を特徴付ける要素を詳細に明らかにすることが目的である．
本年度は，ここまで開発してきた手法を活用して，過去に発生した津波を伴う地震の震源断層モデルを高い精度で推定した．さらに，推定された断層モデルに基づいて，それらの地震に至った発生プロセスや震源域周辺での応力状態を詳細に明らかにした．2016年11月に福島県沖で発生した地震については，防災科学技術研究所のS-netの圧力計が記録した津波データを使用して，従来よりも高い精度で震源過程を推定することに成功した．さらに，推定された震源断層を2011年東北沖地震による応力変化と比較し，この地震の震源周辺における応力状態および東北沖地震に伴う応力場の変化を詳細に明らかにした．
さらに，昨年度に開発した震源直上の海底水圧計の記録から地震動・津波成分を分離する手法を応用し，2011年東北沖地震時の震源直上の水圧記録から従来以上に詳細な本震の震源過程の推定を試みた．その結果をもとに，東北沖地震時のプレート境界で解放された応力解放を高い精度で推定し，プレート境界浅部における応力解放と津波生成プロセスを明らかにした．
ここまでの研究成果の大半は論文として公表してきたが，新型コロナウイルスの流行に関係して論文の査読プロセスに時間を要しているものもある．次年度は，これらの論文の内容をまとめ，投稿・発表をする予定である．

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ここまでの研究計画の集大成として，ここまで開発してきた手法を用いて沖合で発生した地震の詳細な破壊過程を明らかにし，それらの地震の発生過程や地震発生帯を特徴づける応力状態を明らかにしてきた．それらの解析結果は論文としてまとめ，公表してきた．一方で，いくつかの論文に関しては，昨今の新型コロナウイルスの流行により，査読プロセスに時間を要している．この状況を鑑み，本課題は当初の予定よりやや遅れていると判断し，補助事業期間を延長することとした．

今後の研究の推進方策

最終年度に大半の研究・解析は終了したが，まだ論文として投稿・査読中のものがある．延長年度においては，この論文の受理を目指す．

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの流行によりオンライン開催となった学会があるため．また，今年度中に受理される予定としていた論文の投稿・査読に時間がかかっているため．

研究成果

• [雑誌論文] Earthquake rupture and tsunami generation of the 2015 Mw 5.9 Bonin event revealed by in-situ pressure gauge array observations and integrated seismic and tsunami wave simulation (2021)
  • 著者名/発表者名: Kubota, T., Saito, T., Fukao, Y., Sugioka, H., Ito, A., Tonegawa, T., Shiobara, H., & Yamashita, M.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 48 ページ: e2021GL095915
  • DOI: 10.1029/2021GL095915
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meteotsunami observed by the deep-ocean seafloor pressure gauge network off northeastern Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Kubota, T., Saito, T., Chikasada, N. Y., & Sandanbata, O.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 48 ページ: e2021GL094255
  • DOI: 10.1029/2021GL094255
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Improving the constraint on the Mw 7.1 2016 off-Fukushima shallow normal-faulting earthquake with the high azimuthal coverage tsunami data from the S-net wide and dense network: Implication for the stress regime in the Tohoku overriding plate (2021)
  • 著者名/発表者名: Kubota, T., Kubo, H., Yoshida, K., Chikasada, N. Y., Suzuki, W., Nakamura, T., & Tsushima, H.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 126 ページ: e2021JB022223
  • DOI: 10.1029/2021JB022223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of "rapid" aseismic slip at the Izu-Bonin Trench (2021)
  • 著者名/発表者名: Fukao, Y., Kubota, T., Sugioka, H., Ito, A., Tonegawa, T., Shiobara, H., Yamashita, M., & Saito, T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 126 ページ: e2021JB022132
  • DOI: 10.1029/2021JB022132
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impulsive tsunami and large runup along the Sanriku coast of Japan produced by an inelastic wedge deformation model (2021)
  • 著者名/発表者名: Du, Y., Ma, S., Kubota, T., & Saito, T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 126 ページ: e2021JB022098
  • DOI: 10.1029/2021JB022098
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Extracting near-field in-situ ground motion waveforms with large displacements of the 2011 Tohoku-Oki earthquake from ocean bottom pressure change inside the focal area (2021)
  • 著者名/発表者名: Kubota, T., Saito, T., Tsushima, H., Hino, R., Ohta, Y., Suzuki, S., & Inazu, D.
  • 学会等名: AGU 2021 Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Slip distribution of the 2003 Tokachi-Oki earthquake estimated using ocean-bottom pressure gauges inside the focal area (2021)
  • 著者名/発表者名: Kim, S.B., Saito, T., Kubota, T., & Chang, S.-J.
  • 学会等名: AGU 2021 Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 東北沖地震のすべり分布と応力降下分布：海溝大すべりの原因の力学的考察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 久保田達矢・齊藤竜彦
  • 学会等名: 日本地震学会2021年度秋季大会
• [学会発表] 地震滑りとスロースリップとを繋ぐ遷移領域滑りの検出 (2021)
  • 著者名/発表者名: 深尾良夫・久保田達矢・杉岡裕子・伊藤亜妃・利根川貴志・塩原肇・山下幹也・齊藤竜彦
  • 学会等名: 日本地震学会2021年度秋季大会
• [学会発表] 震源域直上の海底水圧計記録に基づく2011年東北地震の地震波放射過程に関する考察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 久保久彦・久保田達矢・齊藤竜彦
  • 学会等名: 日本地震学会2021年度秋季大会
• [学会発表] Improving the constraint of the 2016 Off-Fukushima shallow normal-faulting earthquake with the high-coverage tsunami data from the S-net wide network: implication on the crustal stress in the overriding plate (2021)
  • 著者名/発表者名: Kubota, T., Kubo, H., Chikasada, N. Y., Yoshida, K., Suzuki, W. & Nakamura, T.
  • 学会等名: JpGU Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] 海底動的圧力変動成分記録から抽出した2011年東北沖地震の震源域内部の大振幅地震動波形 (2021)
  • 著者名/発表者名: 久保田達矢・齊藤竜彦・対馬弘晃・日野亮太・太田雄策・鈴木秀市・稲津大祐
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [学会発表] 陸海観測データに基づく2016年福島県沖地震の震源過程解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 久保久彦・久保田達矢・鈴木亘・中村武史
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2021年大会
  • 招待講演
• [備考] 震源直上の稠密海底水圧アレイ観測が記録した津波発生場の海底水圧変動
  • URL: https://quaketm.bosai.go.jp/~kubota/publications/Kubota_etal_2021_GRL2/
• [備考] S-netが捉えた『気象津波』：大気圧変動が引き起こす津波
  • URL: https://quaketm.bosai.go.jp/~kubota/publications/Kubota_etal_2021_GRL1/
• [備考] S-net広域・稠密津波観測網が明らかにした東北沖の大陸プレート内部の応力状態
  • URL: https://quaketm.bosai.go.jp/~kubota/publications/Kubota_etal_2021_JGR/