平成20年度 地球シミュレータ利用報告会
1. プロジェクト名
複雑断層系の地震発生過程シミュレーション
Simulation of Earthquake Generation Process in a Complex System of Faults
2. プロジェクト責任者名
平原 和朗
Kazuro Hirahara
3. プロジェクトの目的
海溝型巨大地震の発生様式の多様性ならびに内陸地震との相互作用のメカニズム解明、および3次元不均質場での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。
4. 今年度当初の計画
- 1) 南日本では、南海トラフ巨大地震破壊域のセグメント化、セグメント間相互作用により過去の巨大地震発生様式を再現する摩擦パラメータ分布を推定する。また、豊後水道から 日向灘にかけての領域を対象にスロースリップや大きな余効すべりを再現し、その発生要因を探る。
- 2) 西南日本で発生する深部低周波微動のモデリングを行い、その発生要因を探る。
- 3) 北海道～東北日本では、十勝～根室沖や宮城沖のサイクルを超えた発生パターンの変化の再現を試みるとともに、十勝沖地震後に発生 した浅部低周波微動が余効すべりによる励起という仮説をシミュレーションで検証する。さらに、余効すべりデータから摩擦パラメータを推定するために、伝播速度の摩擦則依存性を調べる。
- 4) 粘弾性など不均質媒質の影響についての研究では、西南日本について不均質粘弾性が内陸の地震活動に及ぼす影響を評価する。
- 5) FEMを用いた動的地震発生モデルを開発し、逆断層問題で現実的な問題を扱う。
5. 今年度得られた成果、および達成度
成果
- 1) 西南日本では、3次元的なプレート境界面形状のもとで、スケールに依存した破壊エネルギーの不均質を与えるシミュレーションを行い、広域な連動破壊や単独破壊、再来間隔の大きな変化、余効すべりや間欠的なゆっくりすべりが曲面形状でも起きることが確認できた。ただし過去の発生様式（特に隣り合うセグメントの地震同士の発生間隔）の再現にはまだ至っていない。
- 2) 西南日本の沈み込みプレート境界面を簡略化し、深さ30km付近に大きさの異なるアスペリティを多数並べ、連動破壊のシミュレーションを行い、アスペリティの相互作用によって深部低周波微動の移動現象が説明できることを示した。
- 3) 十勝沖～根室沖の地震については、2つのアスペリティを含む広域な破壊が起きた後に、それぞれのアスペリティが単独に複数回繰り返し破壊を起こすこと、単独破壊の再来間隔が広域破壊後の間隔の半分あるいはそれ以下になること、アスペリティを取り囲む顕著な余効すべりが発生すること等が、破壊エネルギー不均質モデルで再現された。ただしプレート境界面形状は平面であり、この地域に特化した発生パターンの再現には至っていない。
- 4) メッシュ作成の効率化を考え、粘弾性FEMコードの改良について設計を行った。
- 5) 開発したFEM動的地震発生コードにより、現実的な逆断層問題での試験的シミュレーションを行い、物理的に妥当な結果を得た。
達成度
- 1) 60%
- 2) 90%
- 3) 60%
- 4) 30%
- 5) 70%