平成15年度地球シミュレータ共同プロジェクト利用報告会

利用責任者名 ： 松浦 充宏 （東京大学大学院 理学研究科）

共同プロジェクトテーマ ： 日本列島域の地殻活動予測シミュレーション

発表資料 (957KB)

発表要旨

１．プロジェクトの目的

複雑なテクトニック環境の下にある日本列島及びその周辺域を一つのシステムとしてモデル化し，プレート運動に伴う長期的な地殻変形から大地震の発生まで，時間・空間スケールの著しく異なる地殻活動現象を統一的且つ定量的に予測する並列シミュレーション・ソフトウェアを開発する．同時に，広域 GPS観測網や地震観測網からの膨大な地殻活動データを解析・同化する並列ソフトウェアを開発し，モデル計算と観測データを併合した日本列島域の地殻活動の大規模予測シミュレーションを行う．

２．今年度当初の計画

日本列島域の地殻活動予測シミュレーション・システムを構成する，地殻・マントル構造モデル，準静的応力蓄積モデル，動的破壊伝播モデル及び地殻活動データ解析・同化ソフトウェアに関して，地球シミュレータ対応の高度化並びに最適化を行う．次に，プレート沈み込み帯の準静的応力蓄積モデルと３次元曲面断層の動的破壊伝播モデルをシステム結合し，プレート間カップリングによるテクトニック応力の蓄積から準静的な破壊核の形成を経て動的破壊に至る大地震の発生サイクルのシミュレーションを行う．更に，シミュレーション・システムについて，日本列島域の過去の地殻活動履歴が再現できるようにモデルパラメータの適正化を試みる．

３．今年度得られた成果、および達成度

＜成果＞

1. 2002年に作成した日本列島域のプレート境界３次元形状モデルの妥当性を，地震の震源分布データ，フリーエア重力異常データおよび構造探査データと比較／検証した．
2. 準静的な粘弾性すべり応答の計算コードをベクトル化（ 99.4％）し，太平洋プレートの沈み込み運動が駆動する1968年十勝沖地震の震源域の準静的応力蓄積過程のシミュレーションを行った．
3. 2002年に開発した３次元屈曲分岐断層での破壊伝播シミュレーションコードを最適化し，2003年時点で次の十勝沖地震が発生する可能性を検証するシミュレーションを行った．
4. GPSデータのインバージョン解析により，日本列島周辺域のプレート境界での現在のすべり遅れ分布（固着域の分布）を推定した．
5. プレート収束運動の１割が地殻内変形で解消される ( 衝突率 10 ％ ) とすると，東北日本弧の地殻内応力の蓄積パターンがうまく説明できることを示した．

＜達成度＞

準静的な粘弾性すべり応答の計算コードのベクトル化に多大な時間と労力を費やしたため，シミュレーション・システムの最適化の当初の目標は充分には達成できなかった．しかし，地球科学的な面においては，目標以上の研究成果を挙げることができた．