三陸沖海底ケーブルを用いた地震波干渉法による詳細な堆積層・最上部地殻のS波速度構造推定

福島駿1,2, 篠原雅尚2, 西田究2, 竹尾明子2, 山田知朗2，蓬田清3
1.東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻、2. 東京大学地震研究所、
3. 北海道大学 理学院 自然史科学専攻 地球惑星ダイナミクス分野
Earth Planets and Space (2022) 74:92, https://doi.org/10.1186/s40623-022-01652-z

　
　近年，光ファイバに伝わる歪みを数m間隔で数十kmの長距離で測定することができるDistributed Acoustic Sensing（以下 DAS）が地球科学分野にも応用され、光ファイバをセンサとした地震観測が行われ始めています．DASデータは稠密度のアレイ観測であるため、地震波速度構造が高分解能で推定されることが期待できます．東京大学地震研究所では，三陸沖に設置した光ケーブル式海底地震・津波観測システムを利用して，DAS観測を行なってきました．先行研究では，短周期（周期２秒以下）のレイリー波の位相速度を計測し，深さ約3kmまでの堆積層のS波速度構造が推定されています．しかし，それらは堆積層最上部層に限定されていました． そこで，本研究では，堆積層及び，島弧側上部地殻構造のS波速度構造の高分解能推定を目指し，DASデータに対して地震波干渉法を用いて表面波の抽出を行い，その位相速度から堆積層最下部から上部地殻のS波速度構造を推定しました．また，地震波干渉法を行う前に，周波数-波数フィルターを適用することで，効率よく表面波が抽出できることを示しました．

　
　海域では，制御地震探査によるP波速度構造推定が頻繁に行われてきた一方で，S波速度構造の高分解能推定は困難でした．しかし，本研究で提案した手法により堆積層全体のS波速度構造の高分解能推定が可能となり，これまでの制御地震探査によるＰ波速度構造と合わせることで，沈み込み帯の流体分布を知る上で重要となるVp/Vs比を推定できることが期待されます。


図左上: 本研究で使用した海底地震ケーブル．東京大学地震研究所・三陸沖・光ケーブル式海底地震・津波観測システムを利用したDAS観測を行った．左下：DASデータに対して地震波干渉法を行い抽出した表面波．右：本研究で推定した釜石沖ケーブル直下のS波速度構造．

金曜日セミナー (2022年7月8日) 高本将男（理研）

題目：光格子時計で実現する新たな時間計測と相対論的測地応用
要旨：
高精度な原子時計は、精密分光学、基礎物理定数の恒常性の検証などを通して基礎物理学に貢献するだけでなく、全球測位衛星システムや高速大容量ネットワークの同期など、社会インフラの中核としても重要な役割を果たしてきた。光格子時計は、極めて高い正確性と安定性を兼ね備える次世代の時間・周波数標準であり、現在の秒を定義するセシウム原子時計を2桁上回る18桁の確度を実現した。このような18桁の確度を持つ超高精度な時計は、高低差1 cmに相当する重力赤方偏移を検出することができ、相対論的な時間遅れを利用して標高を計測する新たな測地技術として利用できる可能性がある。本発表では、光格子時計の開発および相対論的測地技術への応用について紹介する。

Friday Seminar (1 July 2022) Sylvain Barbot (USC)

Title: Temperature-dependence of rate- and state-dependent friction with competing healing mechanisms

Abstract: The constitutive behavior of faults is central to many interconnected aspects of earthquake science, from fault dynamics to induced seismicity, to seismic hazards characterization. Yet, a friction law applicable to the wide range of hydrothermal conditions found in the brittle crust is still missing. Here, we investigate the effect of competing healing mechanisms on the evolution of frictional properties with temperature. The yield strength depends on the real area of contact, which is modulated by the competition between the growth and erosion of interfacial micro-asperities. Incorporating multiple healing mechanisms with different thermodynamic properties allows a transition between velocity-weakening and velocity-strengthening at steady-state with varying temperatures. We compare the physical model with the frictional parameters of granite (Mitchell et al. 2016), shale (An et al. 2020), augite (Tiang & He 2019), hornblende (Liu & He 2020), and fault gouge from the Longitudinal Valley Fault and Alpine Fault (den Hartog et al. 2021; Valdez et al 2019). The physical model may prove most relevant when the temperature evolves dynamically due to shear heating, heat and fluid transport, and metamorphism.

金曜日セミナー（2022年6月24日）久保田達矢（防災科研）

タイトル
気象津波：大気擾乱によって引き起こされる津波

要旨
津波とは，一般に「海底の地形の急激な変化」によって生じる海の波のことを指し，主に地震を原因とする．一方で，大気圧の変化のような気象由来の要因でも津波と同様の海の波が生じることがあり，それらは通常の津波と区別して「気象津波」と呼ばれる．本発表では，私がこの数年間で進めてきた気象津波の観測記録に基づく研究を紹介する．まず，2020年7月に東北沖で発生した気象津波を，防災科研のS-net沖合水圧計が観測した事例を紹介する．続いて，2022年1月15日にトンガ諸島で発生した噴火により励起された大気Lamb波によって生じ，地球規模で観測された津波およびその発生メカニズムについて紹介する．

第１０１５回地震研究所談話会開催のお知らせ

　下記のとおり地震研究所談話会を開催いたしますので、ご案内申し上げます。
今回も、地震研究所の会場での開催は行いません。WEB会議システムを利用した参加のみとなります。
参加を希望される方は、事前に談話会申込フォームからお申し込みをお願いいたします。

ご登録いただいたアドレスへ、開催当日午前中に、URL・PWDをお送りいたします。
なお、お知らせする設定URLの二次配布はご遠慮ください。また、著作権の問題がありますので、配信される映像、音声の録画、録音を固く禁じます。

記

日　　時　　令和４年６月１７日（金）午後１時３０分～　
　　　　　　インターネット　WEB会議

  1. 13:30-13:45
    演題：Effects of pore fluid pressure on extension and extension-shear mix-mode fractures
    著者：○北島弘子（国際室招聘研究員）・Casey RUPLINGER (Texas A&M University)
  2. 13:45-14:00
    演題：Active Fault and Paleoeseismic studies from Central & NW Himalaya, India
    著者：○Javed N. MALIK（Indian Institute of Technology Kanpur：国際室招聘研究員）
  3. 14:00-14:15
    演題：Olivine morphology and fabric during diffusion creep: Pure shear experiments
    著者：○Nahyeon KIM、Akihiro ANDO（現在 ダイキン）、Kosuke YABE・Takehiko HIRAGA
    要旨：Relationship of olivine morphology and fabric during diffusion creep was studied by pure shear experiments.

○発表者
※時間は質問時間を含みます。
※既に継続参加をお申し出いただいてる方は、当日zoomURLを自動送信いたします。
※談話会のお知らせが不要な方は下記までご連絡ください。

東京大学地震研究所研究支援チーム（共同利用担当）
E-mail：k-kyodoriyo(アット)eri.u-tokyo.ac.jp

※次回の談話会は令和４年７月２２日（金）午後１時３０分～です。

着任セミナー（2022年6月10日）内田直希（推進センター）

タイトル：繰り返し地震による地震発生メカニズム研究

要旨：
繰り返し地震は，断層上に存在する固着域（パッチ）に，周囲の非地震性すべり（スロースリップ）によりひずみが蓄積し，繰り返し破壊するというプロセスにより生じていると考えられる．このような，比較的単純な起こり方をする地震は，地震の繰り返しのメカニズムを調べる上で有用であるとともに，地震発生の裏に隠れていると考えられる非地震的なすべりの検出にも重要な役割を果たす．本発表では，観測データに基づく繰り返し地震の発生特性の解析および非地震生すべりの推定による地震発生メカニズム研究について紹介する．

【共同プレスリリース】2022年1月トンガ噴火に伴う地球規模の津波 ー火山噴火による津波研究の新展開ー

国立研究開発法人防災科学技術研究所(理事長：林春男)と東京大学地震研究所（所長：佐竹健治）は、2022年１月に発生した南太平洋トンガ諸島のフンガ・トンガ‐フンガ・ハアパイ火山の大規模噴火に伴って生じた津波の発生と伝播のメカニズムを明らかにし学術雑誌「Science」に公開しました。


詳細は国立研究開発法人防災科学技術研究所・報道発表をご覧ください。