| 研究領域 | 地殻ダイナミクス ー東北沖地震後の内陸変動の統一的理解ー |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
17H05318
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
辻 健 九州大学, 工学研究院, 教授 (60455491)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 鉱物化 / モデリング / 断層強度 / デジタル岩石物理 / 流体シミュレーション / モニタリング / 浸透率 / 弾性波速度 |
|---|
| 研究実績の概要 |
断層の進化過程を、様々なスケールでのモデリング（数値シミュレーション）と、地震波を用いたモニタリング（連続観測）で調べた。
（１）岩石間隙内部の鉱物化プロセスのモデリングを、移流拡散方程式を用いる方法と、ランダムウォークとよばれる確率論に基づく新しい方法で行った。この研究成果は、数学の論文集に受理されている。
（２）岩石（断層）内の鉱物化が流体挙動に与える影響を調べた。鉱物化に伴う間隙形状の変化に加え、鉱物化に伴って濡れ性といった物性値を変化させて流体挙動を計算した。
（３）鉱物化した岩石（断層）に対して、弾性波動シミュレーションと、有限要素法を用いたシミュレーションを実施した。これらの数値シミュレーションから、鉱物化した岩石のダイナミックな弾性定数と、スタティックな弾性定数を計算した。それにより断層内部の鉱物化が、断層の強度に与える影響を評価した。鉱物化の種類（間隙内での鉱物分布）によって、断層の強度回復に大きな違いが現れることがわかった。
（４）地震に伴う断層の弱化、地震後の断層の強度回復過程を調べるために、微動を用いたモニタリングを行った。日本列島全域に配置されている地震計（Hi-net）で記録されている微動データに対して、地震波干渉法を適用し、地震計間の地殻深部を伝わる波動を計算した。その波動データから弾性波速度の時間変化を調べることで、地殻深部の時空間変化が明らかになってきた。熊本地震で生じた断層弱化と断層回復、阿蘇山の噴火をモニタリングした成果は、Science advancesから出版されている。なお、このモニタリングで観測された短期的な断層回復は、間隙水圧の変化が主な原因と考えられる。現在は、（深度方向への解像度は低いものの）日本全国の弾性波速度の時空間変化をモニタリングできるようになっている。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
平成３０年度に予定していたフィールドでの断層の進化過程（強度回復過程）のモニタリングに成功した。具体的には、熊本地震をはじめとする日本全国で発生した地震によって弱化した断層や、その断層の回復過程（時空間変化）を、微動を使ったモニタリングで捉えることに成功した。このモニタリング結果を使って、本研究で提案しているモデリング結果の検証することが可能となる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
基本的に当初の研究計画に沿って研究を進める。それに加えて、（１）微動を使った断層のモニタリング（平成２９年度の成果）の精度と解像度を向上させること、（２）モニタリングで長期間の断層の進化過程を調べること、（３）モニタリングで得られる弾性波速度変化から物性（強度）変化を定量的に推定することに力を入れる。さらに、（４）そのモニタリング結果から得られる断層の進化プロセスを、断層モデリングを用いて解明することを試みる。
|
