2023 年度研究成果報告書

ベイズ推定に基づくアンサンブル地下構造推定から一気通貫した次世代震源解析

研究課題

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研究課題/領域番号	21K14024
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分17040:固体地球科学関連
研究機関	国立研究開発法人海洋研究開発機構
研究代表者	縣亮一郎国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), 研究員 (80793679)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	ベイズ推定 / 震源決定 / 地震波トモグラフィ / アンサンブル / 深層学習
研究成果の概要	本研究では、地下の地震波速度構造を不確実性ごとアンサンブルとして推定し、そのアンサンブルに基づき地震波速度構造の不確実性を考慮した震源の位置決定を行うことを目的とする。まず地震波速度構造の推定手法である地震波トモグラフィの不確実性定量化を、物理法則に基づく深層学習技術を用いることで実現した。次に本手法を用いて2016年三重県南東沖地震の震源域付近における地震探査データを解析し、P波速度構造のアンサンブルモデルを得た。このアンサンブルに基づきP波速度構造推定の不確実性を考慮した本地震の震源決定を行った。速度構造からの不確実性伝播が震源決定に与える影響が無視できないことを示した。
自由記述の分野	計算地震学
研究成果の学術的意義や社会的意義	地震波速度構造の推定における不確実性が、その結果を使った震源決定に与える影響を検討したのは、本研究が初めてである。その影響が、2016年三重県南東沖地震という過去の巨大地震の震源域で起きた重要な地震の震源位置の推定において重要な意味を持つことを本研究は指摘している。また、本研究では、物理法則に基づく深層学習を不確実性定量化の組み合わせにより実自然科学データの解析に成功したが、このような例は固体地球科学分野に限らずこれまでにほとんどない、計算科学の側面においても重要な成果といえる。