2023 Fiscal Year Annual Research Report
EnKF estimation of frictional properties and slip evolution on LSSE faults
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18K03779
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
平原 和朗 香川大学, 四国危機管理教育・研究・地域連携推進機構, 客員教授 (40165197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 真一 京都大学, 理学研究科, 教授 (00334285)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | データ同化 / アンサンブルカルマンフィルタ / 長期的スロースリップ / 速度状態依存摩擦則 / 自発的セグメント化 / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで長期的スロースリップ(LSSE)を対象に、アンサンブルカルマンフィルター(EnKF)に 基づくデータ同化を適用し、GNSS地殻変動データから断層面上の摩擦特性を推定する取り組みを行ってきた。南海トラフの豊後水道で発生するLSSEは、イベント毎に異なるすべり分布、他セグメントへのすべりの伝播などの、複雑なすべりの挙動が明らかになっている。EnKFを行う際には豊後水道だけでなく他の領域との相互作用を考慮するモデルにおいて、初期アンサンブルとして断層面上の摩擦パラメータをうまく与えることが必要であると考えられる。
そこで、LSSEのセグメント化が摩擦特性不均質に起因するとの考えのもと、観測されるLSSEのセグメントサイズ・発生間隔やすべり量をもつLSSEがどのような摩擦パラメタ分布により生じるかを順計算により調べてきた。
昨年度は新たに、一様な均質断層であっても、走向方向に長い断層面では 自己組織化される歪みの不均質によりLSSEのセグメント化・LSSEの伝播が起きることを見出した。またLSSEサイズは震源核形成サイズh*により決まり、セグメント数はh*に反比例することを数値実験により示した。
本年度はこの結果をもとに、 均質平面断層面上で起こるLSSEセグメンテーションの性質を更に詳細に調べた。その結果、LSSEのセグメント数は概ねh*に反比例するが、摩擦パラメタの比A/B、有効法線応力σにも依存し、またLSSEの伝播方向は摩擦パラメタの組み合わせによって双方向や単方向など様々な向きをとることがわかった。これらLSSEセグメントのサイズおよび個数、伝播方向は、LSSE以浅の地震発生領域の固着状態にも依存し、また近隣で地震が発生するなど外部から強い応力擾乱を受けると変化する。EnKFの適用時には、これら周囲の実際の状況を反映したモデルが必要であることが分かった。
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