構造不均質がコントロールする地震の動的破壊機構：XBIEM高度化による理論解析
【研究分野】固体地球惑星物理学
【研究キーワード】
境界積分方程式法 / 地震 / 断層 / 亀裂 / 動的破壊 / グリーン関数 / マグニチュード / 地震密度変化 / 地震重力変化 / 境界席分方程式法 / 界面 / 地震断層 / 地殻不均質構造
【研究成果の概要】
本研究では2次元拡張境界積分方程式法（XBIEM）の数値計算コードの開発をおこなった。線表面要素に載荷された一定牽引力に対する無限一様等方性媒質の過渡的な変位応答および応力応答のカーネル関数に対して、閉じた関数形での陽的な表現を全て導出した。 また、媒質界面を横切る動的破裂をシミュレートする際に必要となる陰的なタイムステッピングスキームを提案した。完成したXBIMコードを用いて、媒質不均質性が地震の動的破裂伝播に及ぼす重要な影響を抽出するためのシミュレーションをおこなった。結果、媒質コントラストに起因する透過・反射波の作り出す応力により、破壊進展が促進・停止する媒質効果が明らかにされた。
【研究の社会的意義】
高度化する観測研究は従来見えなかった媒質境界と地震の動的破壊の関係を明らかにし、今後の事例の蓄積は地震発生機構の理解への重要な手がかりとなる。一方、これらの地震破壊現象の定量的理解に必要となる「不均質媒質中の地震破壊進展の理論的研究」は、従来の理論研究が均質媒質中に限られ対応できない状況が続いてきた。本研究では、不均質媒質を取り扱う地震破壊の理論研究に取り組む。地震開始や停止の位置と構造不均質との関係が理論的に示されたならば、現在不確定性が非常に大きい強震動予測における想定シナリオ地震の断層モデルパラメタに拘束を与えることができる。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)