【研究領域課題番号】18KK0095 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カイコウラ地震 / 動的破壊シミュレーション / 地震発生 / レオロジー / スロー地震 / 微動 / マルボロ断層 / モデル / 巨大地震 / シミュレーション / 動的破壊 / 古地震 / ドローン / UAV / 内陸地震 / 地震破壊 / 連動型地震 / 大規模計算 / 活断層 / 地震 / ニュージーランド / Kaikoura

【研究成果の概要】

断層の３次元形状は，大地震の規模を含む動的な破壊過程の一つの支配的な要素であるが，定量的な理解やモデル検証には未だに大きな課題がある．本研究では，2016年M7.9カイコウラ（ニュージーランド）地震に伴って観測された全長約200kmにおよぶ多数断層の破壊過程のモデル化を通じて，自然地震現象の定量的な理解を行っている．これまでにM7.9地震の滑り分布の主たる特徴の再現には成功した．その上で，１）当該地震時にHope断層という震源域の第一級活断層が連動破壊しなかった要因，２）各部分断層が破壊した経路や順番についての詳細な理解，３）断層深部の形状とレオロジー特性の推定，に焦点を当てている．１）まず昨年度までに得られた最新の古地震学研究の成果を整理して，Hope断層の最新活動は176年前から285年前までの間に推定され，地震後経過率としては57%から160%の間に対応することが分かった．一方で，Hope断層の地震後経過率に対応する応力蓄積率を変化させたパラメタスタディにより，動的破壊シミュレーションを実行することでHope断層が連動破壊しない応力蓄積率を求めたところ，およそ70%程度であるとの結果が得られた．古地震学的研究での推定値は，誤差範囲が大きいものの，シミュレーション結果と互いに矛盾しないことが分かった．２）最近の研究で従来の震源域内陸側に位置する断層の役割を重視する解釈とは異なり沖合側に位置する断層を重視する見解が示された．この見解の妥当性をシミュレーションでありうる応力状態の範囲でパラメタスタディにより調べたところ，従来の見解をサポートするという結果が得られた．３）震源域を含む広域で展開されている臨時地震観測点の記録を網羅的に調べたところ，これまで見つかっていた深部微動の震源分布が活断層の地表トレースと良い対応関係を持つことが明らかとなった．

【研究種目】国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

【研究期間】2018-10-09 - 2023-03-31

【配分額】7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)

【研究分野】自然災害科学・防災学

【研究領域課題番号】17K01322 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

長周期地震動 / 巨大地震 / 深発地震 / 2011年東北地方太平洋沖地震 / 南海トラフ巨大地震 / 地震波伝播 / 東北地方太平洋沖地震 / 超巨大地震 / 太平洋プレート / 異常震域 / PL波 / 強震動 / 地震 / 差分法

【研究成果の概要】

M9規模の超巨大地震の長周期地震動のリスク評価のために、2011年東北地方太平洋沖地震の長周期地震動の生成過程を、強震観測データ解析と地震波伝播シミュレーションにから評価した。東北沖の地震では内陸地震や南海トラフの地震に対して関東平野の長周期地震動レベルが小さくなること、その原因が東北沖の地震のS波の放射特性と関東平野の３次元基盤構造の方位的特徴によることを確認した。2008 年オホーツク海深発地震や2015年小笠原諸島西方沖地震のように、M８規模の深発巨大地震においても長周期地震動が生成すること、これが地表に臨界角で入射したS波から生成される大振幅のsP変換とsS反射波によることを確認した。

【研究の社会的意義】

本研究により、南海トラフ沿いや日本海溝沿いで発生が心配されるM9規模の海溝型の超巨大地震や、太平洋プレート内で発生するM8規模の巨大深発地震による長周期地震動の生成過程が明らかとなり、そして地殻・マントル不均質構造を組み込んだ地震波伝播シミュレーションによる予測手法が確立されたことで、M9超巨大地震のリスク評価と災害軽減に大きく貢献することが期待できる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】自然災害科学・防災学

【研究領域課題番号】16H01838 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

巨大地震 / 津波 / スケーリング則 / 地震災害 / 海溝型巨大地震 / 地震 / 自然災害

【研究成果の概要】

20 世紀以降に世界で発生した超巨大地震について，我々が開発した遠地津波波形の走時遅れの位相補正を施して解析を行い，地震の規模やすべり分布を推定した．それらをまとめた結果，規模と断層サイズ，すべり量などのスケーリング則については，我々が以前に求めたものを大きく変更する必要がないことがわかった．津波堆積物やサンゴのマイクロアトールから地震の規模などを推定する方法について，最近の地震や海面変動について検討を行い，先史時代の地震にも適用できることを明らかにした．

【研究の社会的意義】

将来の大地震の発生，地震動・津波やそれによる被害想定においては，地震の最大規模，規模と断層サイズ，すべり量などの関係（スケーリング則）が必要である．我々が最近開発した，太平洋を越えて記録された津波波形から地震の規模を推定する方法を使って，20世紀に発生した世界の海溝型地震の規模やスケーリングを見直した．この結果は，地震の被害想定の精度を高めるのに役立つ．また，本研究で検討した古地震学的手法で過去の地震による痕跡を調べることによって，日本や世界での巨大地震の発生履歴が明らかになり，将来の地震の発生予測の精度向上が期待される．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】39,260千円 (直接経費: 30,200千円、間接経費: 9,060千円)

【研究分野】数理物理・物性基礎

【研究領域課題番号】24654119 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地震 / 摩擦 / ゲル / スティックスリップ運動 / その場可視化 / 不均一性 / スティックスリップ / 自己組織化 / 可視化 / スティック－スリップ運動 / 相図 / PIV / 巨大地震 / ゆっくり地震

【研究成果の概要】

ゲルは，高分子からなるやわらかい弾性体であり，すべらせるとしばしばスティック－スリップ運動を起こす．ゲルのスティック－スリップ運動は，断層が一時的かつ局所的にすべりを起こす地震現象と類似した振る舞いを示すことから，地震現象のモデル系として用いられている．本研究では，実験条件によってスティック－スリップ運動の複雑性をコントロールできることを発見した．また，その場可視化を用いてスティック－スリップサイクルの中で巨大すべりがどのように“準備”されるかについて調べ，巨大すべり直前を特徴付ける物理量と実験パラメータとのスケーリング関係を見出した．

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)

【研究分野】自然災害科学

【研究領域課題番号】24241060 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

巨大地震 / 津波 / 沈み込み帯 / 地震 / 津波堆積物

【研究成果の概要】

2011年東北地方太平沖地震は，プレート境界深部と海溝軸付近の両方がほぼ同時に破壊した．この新知見に基づいて，日本海溝で発生した869年貞観地震と千島海溝で17世紀に発生し北海道東部に津波堆積物をもたらした巨大地震の規模を再検討すると，ともにＭ8.8以上となった．北海道・岩手県・福島県では，さらに古い巨大地震による津波堆積物を発見した．日本海溝・千島海溝において，数十年間隔で繰り返し発生するM8クラスの地震の他に，約400～600年間隔でM9クラスの巨大地震が発生したこと，すなわち，スーパーサイクルモデルが成り立つことが分かった． M9クラスの地震についての即時的な津波浸水予測方法も考案した．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)

【研究分野】固体地球惑星物理学

【研究領域課題番号】21253006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地震 / 地球・惑星内部構造 / 地質学 / ニュージーランド / ヒクランギ海台 / 構造探査 / 沈む込み帯 / 巨大地震 / 大都市 / 分岐断層 / プレート境界 / プレート / ヒクランギ / アスペリティ / 制御震源地震探査 / 固着域 / 沈み込み帯 / 地殻構造 / 上部マントル / 流体

【研究成果の概要】

ニュージーランド北島の南部において,大規模な制御震源地震探査及び変動地形超査を実施した.その結果,沈み込む太平洋プレート及びその上盤側のオーストラリアプレートの詳細な構造が判明した.沈み込むプレート(HikurangiPlateau)は,北島中央部で傾きを大きく変化させ,その部分に海洋性地殻が付加した低速度異常構造が見られる.Wairapapafault等の巨大分岐断層は,その部分から東に向かって派生している.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)

【研究分野】固体地球惑星物理学

【研究領域課題番号】20540408 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アスペリティ / プレート境界 / 人工地震構造調査 / 反射強度 / 巨大地震 / 地震 / 人工地震調査 / 震源波形 / ニュージーランド / 速度構造 / 海洋性地殻 / 不均質構造

【研究成果の概要】

海底下～10km以上深いプレート境界面上で、プレート間の固着が強い場所が、繰り返し発生する海溝型巨大地震の震源域である。なぜ固着強度が強くなるのか、その要因を解明するために、海域で人工震源を用いて行う構造調査で取得される波形記録の解析手法の開発を行った。これまでの手法では不十分であった解像度の向上に成功し、屈折波やプレート境界からの反射波に関して、到達エネルギーを明瞭に確認することができた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)