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 ： 平原和朗 （名古屋大学大学院 環境学研究科）

共同プロジェクトテーマ ： 複雑断層系の地震発生過程シミュレーション

発表資料 (1.88MB)

発表要旨

１．プロジェクトの目的

東北日本および西南日本における詳細な 3 次元不均質 FEM モデルを構築し、地震発生過程のシミュレーションを行う。特に、南海トラフ巨大地震サイクルのモデリングを中心に、西南日本下に複雑な形状で沈み込むフィリピン海プレートの構造を含む 3 次元不均質場での、内陸地震を含む複数の断層の準静的・動的相互作用を考慮した地震発生過程のシミュレーション・モデルの開発を行ない、地震発生予測に役立てる。

２．今年度当初の計画

準静的地震サイクルシミュレーションでは、１）まずは、平面境界および弾性問題を扱い、実際のアスペリティーやセグメントに対応する摩擦パラメータ分布を与え、数百年の準静的地震サイクルを計算する。２）次に、粘弾性媒質中でのグリーン関数を計算し、準静的地震発生サイクルシミュレーションを実行する。

動的破壊伝播シミュレーションでは、３）接触解析を用いた GeoFEM 動的破壊伝播シミュレーションモジュールを、東北日本および西南日本モデルさらには東海地方モデルで開発する。４）これにはプレート形状に加え、内陸の複雑な地殻構造を含む FEM モデルをソフトウェア CHIKAKU を用いて作成する。

３．今年度得られた成果、および達成度

＜成果＞

平面境界および弾性問題ではあるが、三陸沖における摩擦パラメータモデルを構築し、太平洋プレートの沈み込みにより、２つのアスペリティーが連動および単独で破壊する現象のシミュレーションに成功した。また、南海トラフに沈み込むフィリピン海プレートの 3 次元形状に応じた摩擦パラメータ大規模モデルを構築し、南海トラフにおける巨大地震発生サイクルのシミュレーションを行った。その結果、フィリピン海プレートが急角度で沈み込む紀伊半島沖から破壊が始まる可能性のあることを見出した。

＜達成度＞

１）平面境界および弾性モデルではあるが、東北日本と西南日本における実際的なアスペリティーやセグメント分布に対する準静的地震サイクルシミュレーションを行った（○）。

２）粘弾性媒質におけるグリーン関数を計算し、準静的地震サイクルシミュレーションコードを開発した（○）。

３） GeoFEM 動的破壊コードについては簡単なモデルでの精度検証を行っているのであまり進んでいない（×）。

４）東海地方における３次元 FEM モデルを構築した（△）。