2021 Fiscal Year Annual Research Report

海洋堆積層のS波速度解析に基づく南海トラフ巨大地震による長周期地震動予測の高度化

Research Project

Project/Area Number	19H01982
Research Institution	Central Research Institute of Electric Power Industry
Principal Investigator	中村武史一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (40435847)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	仲西理子国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), 主任研究員 (30371727) 藤江剛国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), グループリーダー (50371729) 澤崎郁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, 特別研究員 (30707170) 高橋成実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, 総括主任研究員 (70359131)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords	海洋堆積層 / S波速度 / 南海トラフ / 長周期地震動
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、南海トラフ域の海洋堆積層におけるS波速度構造の推定および推定構造を用いた地震波動場の評価を行い、巨大地震時の長周期地震動の予測精度や震源解析精度の向上に資することを目的とする。このために、速度構造解析では複数の解析手法を駆使し、地震波動場評価では広範囲の海域を対象とした大規模シミュレーションを実施する。本年度は、屈折法、反射法、走時トモグラフィー結果を統合した3次元構造モデルの構築、更新を行った。また、先行研究による複数の経験式を整理、適用し、海洋堆積層の密度およびVs値（S波速度）の推定を行った。波形解析では、密配置した自己浮上式海底観測点のデータを用いてレシーバ関数法による解析を実施し、変換面位置、Vp（P波速度）値、Vp/Vs比の推定を行った。陸上における地盤と比べて大きな値のVp/Vs比を持つ層が海底下に広がっていることが推定され、海溝軸付近では特に大きな値である特徴が見られた。また、長期間の常設海底観測点データを用いて地震波干渉法による解析を実施し、周期5秒程度までの表面波位相速度の見積もりを行った。加えて、海底と陸上観測点ペアでのデータの特性を示した。地震波シミュレーションでは、GA（遺伝的アルゴリズム）を用いて常設海底観測点下の構造モデルのチューニングを実施した。震源決定で使用されている構造モデルを基準に、層厚やVs値の調整、低速度層の導入を行い、主に表面波の位相合わせを行った。また、シミュレーションコードに点震源を密に入れるコードを作成し、傾斜断層も含め、連続的な断層破壊の導入を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初計画では変換波走時の解析からVs構造を推定する研究項目があったが、構造の複雑性やデータ量などの問題により実施が難しいことが分かった。この対応として、経験式を活用して3次元Vp構造からVs構造の推定に取り組んだ。波形解析については、レシーバ関数解析で海底下におけるVp/Vs比の推定を行った。また、干渉法解析で表面波の位相速度推定まで行ったものの、Vs値の解析は準備途中である。地震波シミュレーションについては、海底観測点下の構造モデルのチューニングの実施や、観測波形との比較によるシミュレーション波形の定量的な評価を行った。各研究項目によって進捗に違いがあるものの、総合的に見て「おおむね順調に進展している」とした。
Strategy for Future Research Activity	構造の複雑性やデータ量などの問題により、変換波走時からVs構造を直接的に推定することが難しいことが分かり、本年度は、複数の経験式を整理、活用して3次元Vp構造モデルから海洋堆積層のVs値の推定を行った。推定値の妥当性を評価するため、今後、3次元構造モデルから測線位置のデータを取り出し、変換波走時と経験式による走時とを比較、検証をするための準備を実施する予定である。また、本年度に引き続いて、常設もしくは自己浮上式海底観測点データにレシーバ関数法、地震波干渉法を適用し、波形解析に基づく速度構造の推定を行う。加えて、3次元S波速度構造モデルを使った海域の地震波シミュレーションを行い、周期10秒以下の陸海域の地震観測点データの波形再現を試みる。