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2023 年度 実施状況報告書

直上水圧記録と断層応力解放プロセスから迫る東北沖地震の海溝大すべりメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 22K14126
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, 主任研究員 (70808071)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードプレート境界浅部すべり / 2011年東北地方太平洋沖地震 / 津波 / 地震 / 海底圧力計
研究実績の概要

昨年度までに実施した,2011年東北地方太平洋沖地震のプレートすべり分布および応力降下の分布を推定の解析の結果から,東北地震の際には宮城沖のプレート境界の浅部では地震時に応力をほとんど解消しておらず,応力は深部側でのみ解消されていたことがわかった.この結果から,東北沖地震前にはプレート境界の浅部の力学的な固着は弱く,東北地震時に生じた浅部の大すべりは,より深部側にある強い力学的固着が蓄えた応力を解消することで生じた,ということが示唆された.一方で,昨年度までの解析では,使用した計算プログラムの制約上,均質な媒質を仮定した地殻の構造のもと地表の変形や応力場を計算せざるを得なかった.しかし実際の地殻構造は沈み込むプレートをはじめ,3次元的な複雑な構造をしている.さらに,同プログラムの制約上,海底は「平ら」であると仮定する必要があったが,実際の解析領域で三陸から福島までの沖合の海底地形の起伏は大きい.解消された応力の大きさや力学的固着の度合いなどを定量的に議論するためには,それらの影響をただしく考慮することが必要である.本年度は,より現実に近いすべりと応力解放の分布を得るために,3次元構造を考慮した地殻の変形計算の準備に取り組んだ.具体的には,有限要素法計算プログラムの入力となる,3次元の構造メッシュモデルの作成に取り組んだ.テスト計算を実施し,計算が動作することを確認した.
加えて,昨年度までに得た結果を国内外の学会等で発表し,関連する分野の研究者と議論を深めた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度までの研究で,2011年東北地方太平洋沖地震の大局的な「浅部すべり像」が得られ,本研究の最大の目的である「2011年東北地方太平洋沖地震において,なぜ地震すべりを起こさないはずのプレート境界浅部が大きくすべったのか」という学術的問いに対する一定の回答は得られたと考える.一方で,いまだ推定精度や時空間解像度については向上の余地があり,現在,より現実的な構造を考慮した解析に取り組んでいる.また,東北地震のこれまでの東北沖地震の先行研究からは,三陸沖(北緯39から40度)の浅部にも津波励起源があったことや,福島沖(北緯37度)におけるすべりの広がりの南限はまだよくわかっていない.これらを明らかにすることは東北地震の包括的な理解に向けて非常に重要なものである.これらの課題を解決するために,東北地震の応力降下量を高い精度と信頼度で推定することが必要であり,現在,3次元的な構造を考慮した地殻変動計算に取り組んでいる.

今後の研究の推進方策

これまでの解析で地殻構造の不均質性や海底地形の形状を考慮した地殻の変形場・応力変化を計算する準備は整った.今後は,これらの点を考慮した,よりもっともらしいモデルの推定に取り組み,東北地震のすべりの包括的な理解を目指す.さらに,震源直上の海底水圧計が記録した高周波な地震波 (水中音波) 成分も活用して震源断層モデルの時間解像度を向上させ,地震時にプレート境界で解放された歪みエネルギーの詳細な推定も試みる予定である.

次年度使用額が生じた理由

参加予定だった学会の参加を見送ったため旅費を使用しなかったことが理由である.次年度に開催される学会の旅費として活用する予定である.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Joint inversion of ocean-bottom pressure and GNSS data from the 2003 Tokachi-oki earthquake2023

    • 著者名/発表者名
      Kim, S., Saito, T., Kubota, T., & Chang, S.-J.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 ページ: 113

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01864-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On the use of tsunami-source data for high-resolution fault imaging of offshore earthquakes2023

    • 著者名/発表者名
      Kubo, H., Kubota, T., Suzuki, W., & Nakamura, T.
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 ページ: 125

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01878-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2022年のトンガ噴火による大気ラム波が励起した全球規模の津波の発生と成長と伝播2023

    • 著者名/発表者名
      久保田達矢
    • 雑誌名

      地震ジャーナル

      巻: 76 ページ: 2-14

    • DOI

      10.60191/eqj.2023.76_2

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2022年1月15日のトンガの火山噴火に伴う全球規模の津波発生と伝播2023

    • 著者名/発表者名
      久保田達矢・齊藤竜彦・西田究
    • 雑誌名

      海洋調査技術

      巻: 35 ページ: 23-26

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 沖合浅部地震の矩形断層面推定における津波波源データの活用2023

    • 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2023年大会
  • [学会発表] 地殻変動検知に向けたS-net海底水圧データのノイズレベル評価.2023

    • 著者名/発表者名
      日野亮太・久保田達矢・近貞直孝・太田雄策・大塚英人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
  • [学会発表] 力学的先験条件を考慮した2011年東北地震の三陸沖浅部の地震時すべり・応力降下分布の推定2023

    • 著者名/発表者名
      久保田達矢・齊藤竜彦・野田朱美
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
  • [学会発表] 津波波源データを用いた海域浅部地震の矩形断層面推定2023

    • 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
      日本測地学会第 140 回講演会
  • [学会発表] 固体・流体地球を考慮した海底圧力データ解析による地震・津波・火山噴火現象に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      久保田達矢
    • 学会等名
      日本地震学会2023年度秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Reliable stress-drop estimation of the 2011 Tohoku-Oki earthquake using tsunami records just above the large slip area reveals the mechanics of trench-breaching coseismic slip2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Saito, T., & Hino, R.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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