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2014 年度 実施状況報告書

深発地震の異常震域の成因解明に向けた、波形解析・モデル・シミュレーション統合研究

研究課題

研究課題/領域番号 26400444
研究機関東京大学

研究代表者

古村 孝志  東京大学, 大学院情報学環, 教授 (80241404)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード深発地震 / 強震動 / プレート内地震 / コンピュータシミュレーション / 異常震域
研究実績の概要

日本列島下に沈み込む太平洋プレートの、深さ400km 以深で起きる深発地震において、北海道~関東の太平洋岸の広い範囲に大きな震度か現れる現象(異常震域)を適切に評価可能な不均質フートモデルを整備し、プレート内大地震による強い揺れをコンピュータシミュレーションに基づき高い精度で予測することを目的に、1)深発地震の低周波数~高周波数(広帯域)地震波解析とプレート内部構造のモデル課、2)京コンピュータ等の高性能スパコンを用いた大規模地震波伝播シミュレーションによるモデルの検証にかかる研究を進めた。

まず、オホーツク海およびウラジオストックの地下深部(200~700km)で起きたM6~7級の深発地震に対して、前弧側(太平洋側)の観測点で記録された地震波形の深さ変化を調査したところ、400km以深の地震には、S波の先頭部分に低周波数の地震波が先駆波し、引き続き高周波数の後続相が現れる特異な波形を示すことを明らかにした。後続相の遅れ時間は深さとともに直線的に増大することから、深さ400km以深のプレート内部に低速度の物性が存在する可能性が示唆された。このことを確認するために、3次元不均質プレートモデルを用いた地震波伝播の数値シミュレーションを京コンピュータを用いて行い、高周波数後続相が低速度相の中を遅れて伝播すること、低周波数先駆波が周囲の高速度の海洋マントルを屈折波として先に伝播することで、観測された特異な地震波形が形成されたことを確認した。

プレート内の低速度相は、冷えたプレート内で相転移が遅れて深部まで存在する準安定オリビンに相当すると考えられ、そして深発地震はその内部で起きていることが考えられる。また、低速度相の存在により、高周波数地震動の放射と伝播に強い指向性が表れるため、北海道~東北の前弧側に強い揺れが焦点を結ぶように集まるプロセスも確認された。

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

当初計画どおり、地震波形解析、コンピュータシミュレーション研究の両方を順調に進めることができた。成果は地震学会秋季大会で発表し、現在追加解析と論文とりまとめを進めている段階にある。

今後の研究の推進方策

当初計画どおり、本研究における地震波解析と地震波伝播シミュレーションから推定されたプレート内部不均質構造に対して、高温高圧物性研究、プレートテクトニクス研究、地球内部物性研究等から検討が進められている内部物性研究からの知見を取り入れて、高周波数地震波の導波にかかる「新しい」プレートモデルを完成させる。

次年度使用額が生じた理由

当初計画では旅費に20万円を計上していたが、研究発表と資料収集にかかる学会参加日数を節約したことで、旅費が節約となった。

次年度使用額の使用計画

使用残額は翌年度に繰り越し、研究発表と資料収集等、研究の加速のために活用する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] High-frequency Po/So guided waves in the oceanic lithosphere: II―heterogeneity and attenuation2014

    • 著者名/発表者名
      Kennett, B.L.N., T. Fuirumura and Y.Zhao
    • 雑誌名

      Geophys. J. Int

      巻: 199 ページ: 614-630

    • DOI

      10.1093/gji/ggu286, 2014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decoupling of Pacific subduction zone guided waves beneath central Japan: Evidence for thin slab2014

    • 著者名/発表者名
      Padhy, S., T. Furumura, and T. Maeda
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res

      巻: 119 ページ: 8478-8501

    • DOI

      10.1002/2014JB011562

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 深発地震の波形が示す太平洋スラブ内深部の低速度異常2014

    • 著者名/発表者名
      古村孝志・Simanchal PADHY
    • 学会等名
      日本地震学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-26

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公開日: 2016-05-27  

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