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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of models for deformation and fault slip processes in the island arc crust

Planned Research

Project AreaCrustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake-
Project/Area Number 26109007
Research InstitutionBuilding Research Institute

Principal Investigator

芝崎 文一郎  国立研究開発法人建築研究所, 国際地震工学センター, 上席研究員 (20344012)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西村 卓也  京都大学, 防災研究所, 准教授 (90370808)
飯沼 卓史  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 研究員 (10436074)
安藤 亮輔  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10455256)
野田 博之  京都大学, 防災研究所, 准教授 (50619640)
矢部 康男  東北大学, 理学研究科, 准教授 (30292197)
大園 真子  北海道大学, 理学研究院, 講師 (10623837)
縣 亮一郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, ポストドクトラル研究員 (80793679)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords島弧地殻 / 変形 / レオロジー / 断層 / モデル化 / 東北沖地震 / 余効変動 / 歪集中帯
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、以下の三つの研究を実施した。
(1)有限要素法により粘弾性応答を計算し、地震時すべりと本震発生18時間の初期余効すべりの同時推定を行った。推定された地震時すべりと初期余効すべりの分布は、空間的に明らかに棲み分けてはおらず、固着の回復過程を捉えている可能性が示唆される。10万年間のプレート定常沈み込みを与えて長期応力場のモデル化を行った。その後、600年間の固着と巨大地震時すべりを与え、2011年東北沖地震前後における絶対応力場を解析した。前弧海域下の上盤内では、「地形・密度構造から重力が作る引張力」及び「定常沈み込みが作る曲げ応力」により、浅部が引張、深部が圧縮の応力場が形成された。
(2)西南日本のブロック断層モデルを構築し、新潟-神戸歪集中帯、中央構造線、別府-島原地溝帯南縁が西南日本を分ける主要なブロック境界であることを示した。温度構造、堆積層等を考慮した中部日本における変形と応力場のモデル化を行った。地温勾配の高い領域に対応して飛騨山脈、関東山地等の山地形成過程を再現することができた。また、新潟地域や飛騨山脈周辺における歪集中過程を再現できた。
(3)2016年カイコウラ地震の動的破壊過程の再現を行った。シミュレーションによりカイコウラ地震の破壊過程は、断層面の方位と広域応力場の関係で大局的には決まっており、内部摩擦角で決まる適合的な方位を向いている断層面では破壊が促進されるのに対し、不適合な方位の断層面では破壊が停止していたことが明らかにされた。脆性・塑性遷移を考慮した地震サイクルモデルに、海溝型巨大地震サイクルによる内陸活断層への応力擾乱を模した境界条件を与え、モデルから予想される内陸活断層の地震の活動期の特徴を調べた。速度・状態依存型の摩擦構成則を使用しているにも関わらず、地震発生時期の偏りはΔCFFモデルに調和的となる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (60 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 6 results) Presentation (42 results) (of which Int'l Joint Research: 20 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University College London
  • [Int'l Joint Research] 南カリフォルニア大学/米国地質調査所(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      南カリフォルニア大学/米国地質調査所
  • [Int'l Joint Research] GNS Science(ニュージーランド)

    • Country Name
      NEW ZEALAND
    • Counterpart Institution
      GNS Science
  • [Int'l Joint Research] 極東連邦大学/ロシア科学アカデミー応用数学研究所(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      極東連邦大学/ロシア科学アカデミー応用数学研究所
  • [Int'l Joint Research] ユトレヒト大学(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      ユトレヒト大学
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      4
  • [Journal Article] Mechanism of subsidence of the Northeast Japan forearc during the late period of a gigantic earthquake cycle2019

    • Author(s)
      Sasajima, R., B. Shibazaki, H. Iwamori, T. Nishimura, and Y. Nakai
    • Journal Title

      Scientific reports

      Volume: 9

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42169-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quasi-dynamic 3D modeling of the generation and afterslip of a Tohoku-oki earthquake considering thermal pressurization and frictional properties of the shallow plate boundary2019

    • Author(s)
      Shibazaki, B., H. Noda, and M. J. Ikari
    • Journal Title

      Pure Appl. Geophys.

    • DOI

      10.1007/s00024-018-02089-w

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Coseismic and Postseismic Deformation of the 2016 Central Tottori Earthquake and its Slip Model,2019

    • Author(s)
      Meneses‐Gutierrez, A., T. Nishimura, and M. Hashimoto
    • Journal Title

      J. Geophys. Res.

      Volume: 124 Pages: 2202-2217

    • DOI

      10.1029/2018JB016105

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid mantle flow with power-law creep explains deformation after the 2011 Tohoku mega-quake2019

    • Author(s)
      Agata, R., S. D. Barbot, K. Fujita, M. Hyodo, T. Iinuma, R. Nakata, T. Ichimura, and T. Hori
    • Journal Title

      Nat. Commun

      Volume: 10

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08984-7

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 断層滑りの支配的な変形機構の遷移を考慮に入れた動的地震サイクルシミュレーション2019

    • Author(s)
      野田博之
    • Journal Title

      地学雑誌

      Volume: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Integration of underground mapping, petrology, and high-resolution microseismicity analysis to characterise weak geotechnical zones in deep South African gold mines2019

    • Author(s)
      Mngadi, S. B., R.J. Durrheim, M.S.D. Manzi, H. Ogasawara, Y. Yabe, H. Yilmaz, N. Wechsler, G. Van Aswegen, D. Roberts, A.K. Ward, M. Naoi, H. Moriya, M. Nakatani, A. Ishida, SATREPS Team, and ICDP DSeis Team
    • Journal Title

      International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

      Volume: 114 Pages: 79-91

    • DOI

      10.1016/j.ijrmms.2018.10.003

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Postseismic Uplift Along the Pacific Coast of Tohoku and Kanto Districts Associated With the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake2018

    • Author(s)
      Iinuma, T.
    • Journal Title

      Journal of Disaster Research

      Volume: 13 Pages: 496-502

    • DOI

      10.20965/jdr.2018.p0496

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Trial Application of Geodetic Data for Inland Fault Assessment? Coulomb Stress Changes Estimated from GNSS Surface Displacements2018

    • Author(s)
      Nishimura, T
    • Journal Title

      Journal of Disaster Research

      Volume: 133 Pages: 489-495

    • DOI

      10.20965/jdr.2018.p0489

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Seafloor Geodetic Observations to Reveal Co- and Post-Seismic Slip Distributions of the 2011 Tohoku-Oki Earthquake2018

    • Author(s)
      Tomita, F., Y. Ohta, T. Iinuma, R. Hino, M. Kido, and N. Uchida
    • Journal Title

      2018 OCEANS - MTS/IEEE Kobe Techno-Oceans (OTO)

      Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/OCEANSKOBE.2018.8559370

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic Rupture Simulation Reproduces Spontaneous Multifault Rupture and Arrest During the 2016 Mw7.9 Kaikoura Earthquake2018

    • Author(s)
      Ando, R., and Y. Kaneko
    • Journal Title

      Geophys. Res. Lett.

      Volume: 45 Pages: 12,875-812,883

    • DOI

      10.1029/2018GL080550

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Crustal dynamics: unified understanding of geodynamic processes at different time and length scales2018

    • Author(s)
      Iio, Y., R. H. Sibson, T. Takeshita, T. Sagiya, B. Shibazaki, and T. J. Nakajima
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 70

    • DOI

      10.1186/s40623-018-0869-6

    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Significance of a ductile shear zone below a seismogenic fault: Overall stress vs. slip rate relation and response to stress perturbation2018

    • Author(s)
      Noda, H.
    • Organizer
      4th ICCE and 12th general assembly of ASC
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Impact on continental deformation field in NE Asia due to subduction great earthquakes2018

    • Author(s)
      Takahashi, H., M. Ohzono, C. Ito, N.V. Shestakov, and M.D. Gerasimenko
    • Organizer
      4th ICCE
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The effect of large postseismic relaxation around northeast Asia2018

    • Author(s)
      Ohzono, M., H. Takahashi, N.V. Shestakov, G. Meng, and M.D. Gerasimenko
    • Organizer
      4th ICCE
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 不均質を含む断層要素の摩擦構成則に関する数値摩擦実験2018

    • Author(s)
      野田博之, 堀高峰
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] 摩擦・剪断抵抗の速度依存性に関するリソスフェアの不均一構造:摩擦―流動則からの推察2018

    • Author(s)
      嶋本利彦, 野田博之
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Modeling absolute stress in the Northeast Japan island arc and stress change before and after the 2011 Tohoku earthquake2018

    • Author(s)
      篠島僚平, 芝崎文一郎, 岩森光, 吉田圭佑, 中井仁彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Mechanism of vertical displacement on the Northeast Japan fore-arc region through gigantic earthquake cycles2018

    • Author(s)
      篠島僚平, 芝崎文一郎, 岩森光, 西村卓也, 中井仁彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] 9年間に渡る海底圧力計の時系列データの余効変動モデリングへの適用:2003年十勝沖地震の場合2018

    • Author(s)
      伊東優治, 西村卓也, 有吉慶介, 松本浩幸
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Extension of postseismic geodetic observations constrains on coseismic slip distribution through viscoelastic relaxation2018

    • Author(s)
      富田史章, 太田雄策, 飯沼卓史, 日野亮太, 木戸元之, 内田直希
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] 山陰歪集中帯における変形場及び応力場のモデル化2018

    • Author(s)
      芝崎文一郎, 西村卓也, 飯尾能久, 松本拓己
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Stress state in the source region of M2-3 earthquakes in South African deep gold mines2018

    • Author(s)
      矢部康男, 小笠原宏, 伊藤高敏, 船戸明雄, R. Durrheim, H. Yilmaz, G. Hofmann, and 阿部周平
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Seafloor geodetic observations to reveal co- and postseismic slip distributions of the 2011 Tohoku-Oki earthquake2018

    • Author(s)
      Tomita, F., Y. Ohta, T. Inuma, R. Hino, M. Kido, and N. Uchida
    • Organizer
      OCEANS'18 MTS/IEEE Kobe/Techno-Ocean2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanism of subsidence on the Northeast Japan fore-arc in later period of gigantic earthquake cycle2018

    • Author(s)
      Sasajima, R., B. Shibazaki, H. Iwamori, and T. Nishimura
    • Organizer
      AOGS 15th Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modeling the strain concentration zone in the Japanese island arc crust to understand the generation processes of large intraplate earthquakes2018

    • Author(s)
      Shibazaki, B., T. Nishimura, S. Matsumoto, and T. Matsumoto
    • Organizer
      AOGS 15th Annual Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Timing of Earthquakes on Major Intraplate Active Faults Subjected to Semi-Periodic Stress Perturbation due to Seismic Cycle on a Subduction Interface2018

    • Author(s)
      Noda, H.
    • Organizer
      10th ACES International Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic Earthquake Sequence Simulations of a Fault in a Viscoelastic Material with a SBIEM2018

    • Author(s)
      Miyake, Y., and Noda, H.
    • Organizer
      10th ACES International Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modeling Strain Concentration Process in the Japanese Island Arc Crust Considering Heterogeneous Rheological Structure to Understand the Generation of Large Intraplate Earthquakes2018

    • Author(s)
      Shibazaki, B., T. Nishimura, and T. Matsumoto
    • Organizer
      10th ACES International Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic rupture simulations of the 2016 Mw 7.9 Kaikoura earthquake: Revealed importance of non-planar fault geometries and heterogeneous traction2018

    • Author(s)
      Ando, R.
    • Organizer
      10th ACES International Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quasi-linear Time Algorithm for Dynamical Boundary Integral Equation Methods2018

    • Author(s)
      Sato, D.
    • Organizer
      10th ACES International Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2016年熊本地震後の粘弾性緩和と阿蘇カルデラ周辺の地下構造との関係2018

    • Author(s)
      不破智志, 大園真子
    • Organizer
      日本火山学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 2011年東北沖地震後の流体圧変化により誘発された群発地震活動の発生シミュレーション2018

    • Author(s)
      吉田圭佑, 野田博之, 芝崎文一郎
    • Organizer
      日本地震学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 内陸地震の活動期と海溝型巨大地震の周期のスケーリング2018

    • Author(s)
      野田博之
    • Organizer
      日本地震学会2018年秋季大会
  • [Presentation] スペクトル境界積分方程式法を用いた粘弾性媒質中の断層における動的地震サイクルシミュレーション~摩擦特性 vs 粘弾性~2018

    • Author(s)
      三宅雄紀, 野田博之
    • Organizer
      日本地震学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 絶対応力場モデリングによる2011年東北沖地震前及び地震後における前弧上盤内応力場の再現2018

    • Author(s)
      篠島僚平, 芝崎文一郎, 岩森光, 吉田圭佑, 中井仁彦
    • Organizer
      日本地震学会2018年秋季大会
    • Invited
  • [Presentation] GNSSデータに基づく石狩低地東縁断層帯周辺のひずみの時空間分布と地震活動によるその収支について2018

    • Author(s)
      大園真子, 高橋浩晃, 伊藤ちひろ
    • Organizer
      日本地震学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] GNSSデータから見た大阪府北部の地震(M6.1)2018

    • Author(s)
      西村卓也
    • Organizer
      日本地震学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 海溝型巨大地震サイクルに伴う内陸断層のクーロン応力変化2018

    • Author(s)
      水戸川司、西村卓也
    • Organizer
      日本地震学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 非線形粘弾性を考慮した2011年東北地方太平洋沖地震の初期余効変動のモデル化の試み2018

    • Author(s)
      飯沼卓史, 縣亮一郎, 堀 高峰, 太田雄策, 日野亮太
    • Organizer
      日本地震学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] 南アフリカ大深度金鉱山で発生したMw2.2?の地震の震源域の応力場2018

    • Author(s)
      矢部康男, 阿部周平, 小笠原宏, 伊藤高敏, 船戸明雄, R. Durrheim, H. Yilmaz, and G. Hofmann
    • Organizer
      日本地震学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] ICDP?南アフリカ金鉱山 地震発生場掘削の完了2018

    • Author(s)
      小笠原宏, 矢部康男, 伊藤高敏, DSeisチーム
    • Organizer
      日本地震学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] GNSSデータによる内陸SSEの検出2018

    • Author(s)
      大園真子, 高橋浩晃, 一柳昌義
    • Organizer
      日本測地学会第130回講演会
  • [Presentation] Crustal deformation in the San-in Shear Zone as observed by a dense GNSS network before and after the 2011 Tohoku-oki earthquake2018

    • Author(s)
      Meneses-Gutierrez, A., T. Nishimura
    • Organizer
      日本測地学会第130回講演会
  • [Presentation] Numerical modeling of crustal deformation and stress in the Northeast Japan island arc associated with the 2011 Tohoku earthquake2018

    • Author(s)
      Sasajima, R., B. Shibazaki, H. Iwamori, T. Nishimura, and Y. Nakai
    • Organizer
      12th UJNR
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 測地データに基づく山陰ひずみ集中帯の地震活動と活断層2018

    • Author(s)
      西村卓也
    • Organizer
      日本活断層学会2018年秋季学術大会
    • Invited
  • [Presentation] Dynamic Earthquake Sequence Simulations of a Fault in a Viscoelastic Material with a SBIEM2018

    • Author(s)
      Miyake, Y., and H. Noda
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stability of pulse-like earthquake ruptures2018

    • Author(s)
      Brantut, N., H. Noda, and D. Garagash
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Detection of inland SSE based on GNSS baseline change around earthquake swarm area2018

    • Author(s)
      Ohzono, M., H. Takahashi, and M. Ichiyanagi
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] oulomb stress change of inland faults during a megathrust earthquakes cycle2018

    • Author(s)
      Mitogawa, T., and T. Nishimura
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Interseismic deformation along the southern Kurile trench ? Reexamination of forearc sliver behavior and megathrust locking ?2018

    • Author(s)
      Itoh, Y., T. Nishimura, K. Wang, J. He, and T. Sun
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modelling of the Early Postseismic Deformation Associated with the 2011 Tohoku-Oki Earthquake with Considering Non-linear Rheology2018

    • Author(s)
      Iinuma, T., R. Agata, Y. Ohta, R. Hino, and T. Hori
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Broadband slow-earthquake scaling and statistics reproduced by diffusive ruptures on critically2018

    • Author(s)
      Sato, D.
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic rupture transfer from reverse to strike-slip faults: FDP-BIEM simulation of the 2018, Mw5.5, northern Osaka earthquake2018

    • Author(s)
      Ando, R., K. Imanishi, and T. Uchide
    • Organizer
      AGU 2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 地殻ダイナミクス

    • URL

      http://cd.dpri.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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