2015 Fiscal Year Annual Research Report
東北地方太平洋沖地震の地震前・地震時・地震後の固着状態とすべり分布の推定
Publicly Offered Research
| Project Area | Crustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake- |
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15H01140
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
吉岡 祥一 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (20222391)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | GEONET / 固着域 / プレスリップ / トレンド / チェビシェフ多項式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2011年東北地方沖太平洋沖地震（M9.0）に向けたプレート境界での固着域あるいはプレスリップが起こっている領域の時空間変化を見出すことを目的とした研究を行った。この目的を達成するため、まず、国土地理院のGEONETの東北地方沖太平洋沖地震の直前5年間の期間の東北・北関東・北信越地方における時系列データを解析した。詳細は後述の現在までの進捗状況の項に記したが、もとの時系列データから地震時のステップとアンテナ交換によるステップを除去したのち、トレンドが高次関数で表現できるものと仮定し、共通誤差成分を除去したのち、年周・半年周成分を除去して、プレート運動によるテクトニックな変動に起因する変動のみを取り出すことに成功した。その結果、トレンドの最適な次数は10～12次程度とかなり高次で近似する必要があることがわかったが、このこと自体はかなり予想外の結果であり、今後このことが何を意味しているのかを考えていく必要がある。このようにして得られた3成分のトレンドの時間変化から、テクトニックな水平変位・上下変位が得られ、半年ごとの変位を抽出することに成功した。この期間は、推定誤差を考慮して、得られたものであり、従来にない、時間分解能で結果が得られたことは大きな成果と言える。また、この結果より、従来の研究とは大きく異なり、水平変位・上下変位が時間的、空間的に半年単位で有意に変動していることを見出した。
また、平成27年度は、固体地球物理学の分野で一流の国際誌であるGeophysical Journal Internationalに第一著者の論文を2編発表した。また、7件の国際学会での発表を含め、11件の学会発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
国土地理院のGEONETの2006年1月1日～2010年12月31日の期間の東北・北関東・上信越地方における時系列データを解析した。まず、時系列データに対し、この期間に日本周辺域で発生した震度６弱以上を記録した地震時のステップとアンテナ交換によるステップの補正を行った。その後、各GPS観測点での各成分の時系列をトレンドと年周・半年周成分から成るもの仮定し、最小二乗法を用いてカーブフィッティングを行い、観測データから理論曲線を差し引いた。この操作をすべての観測点で行い、これらすべての平均を成分ごとに取ることで、共通誤差成分とみなし、上記の地震とアンテナ交換のステップの補正後の各観測点での各成分の時系列から差し引いた。なお、トレンドは、従来の線形の式とは異なり、チェビシェフの多項式で近似し、その最適の次数をAICで決定した。共通誤差成分を差し引いた時系列データに対し、再度、トレンドと年周・半年周成分から成るものとして最小二乗法を用いてカーブフィッティングを行い、時系列データから年周・半年周成分を除去し、トレンドのみを残した。同様の操作を新潟における参照点3点に対して実施し、これら3点の平均のトレンドをその他の観測点のトレドから差し引くことで、参照点に対するトレンドを求めた。このように研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、１）東北地方太平洋沖地震の地震時のすべり分布の推定、２）東北地方太平洋沖地震の地震後の余効すべりと固着状態の時空間分布の推定、３）東北地方太平洋沖地震の地震前・地震時・地震後のすべりと固着状態の時空間的関係の解明、を行う。
上記１）では、①すべりの空間分布が滑らかである、②すべり方向がプレート収束方向を向いている、という２つの先験的情報を取り入れたGPSデータのインヴァージョン解析を行い、東北地方太平洋沖地震の地震時のすべり分布の推定を行う。
次に、上記２）を行う。そのため、同地震後の時系列データの解析を行う。時系列データには、トレンド、年周・半年周変化、通常の地震や同地震の前震によるステップ、アンテナ交換によるステップ、共通誤差成分等が含まれているが、トレンドをそのまま残し、その他の成分をノイズと考え、除去する作業を行う。このようにして得られたトレンドのデータに対して、上記①、②に加え、すべりの時間変化が滑らかであるという３つの先験的情報を取り入れたインヴァージョン解析を行い、同地震後の余効すべりの時空間分布と固着状態の回復の有無の検出を行う。
上記３）として、平成27年度に得られた東北地方太平洋沖地震の地震前の固着状態とプレスリップ、平成28年度に得られる地震時のすべり、地震後の余効すべりと固着状態の時空間分布を明らかにすることで、これら3者間の関連性について、定量的な議論を行う。このような研究を通して、東北地方太平洋沖地震前後の歪の蓄積・解放過程の全容の解明を目指す。
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Research Products
(14 results)
