8 0 0 0 OA 2011 年東北沖超巨大地震が明らかにした超巨大地震の多様性
- 著者
- 小山 順二 都筑 基博 蓬田 清 吉澤 和範
- 出版者
- 北海道大学大学院理学研究院
- 雑誌
- 北海道大学地球物理学研究報告 (ISSN:04393503)
- 巻号頁・発行日
- vol.76, pp.129-146, 2013-03-19
2011 年3 月11 日マグニチュード9.0 の超巨大地震が東北地方太平洋沿岸をおそった.この地震は過去千年以上にわたる日本付近で発生したどの地震よりも大きな津波を励起し,地震動災害ばかりではなく歴史に残る甚大な津波災害を発生させた.従来,このような超巨大地震が日本付近で発生することは,地震学的に想定されてこなかった.我々は,この超巨大地震の発生を考えるうえで,今まで見過ごされてきた超巨大地震の発生場には二つの異なった特徴があることに気が付いた.それはAlong-dip Double Segmentation(ADDS)とAlong-strike Single Segmentation(ASSS)という異なった地震活動である.我々はこの考えに基づき,世界中で発生した超巨大地震を調べなおし,超巨大地震の発生場を,地震活動の特徴(ADDS/ASSS),地震メカニズム,破壊様式,沈み込み帯の形状,上盤プレートの性質や背弧海盆の活動といった性質から,明らかにする.
8 0 0 0 OA M10 地震の発生条件:2011 年東北沖地震の新しい知見から
- 著者
- 蓬田 清
- 出版者
- 北海道大学大学院理学研究院
- 雑誌
- 北海道大学地球物理学研究報告 (ISSN:04393503)
- 巻号頁・発行日
- vol.76, pp.111-128, 2013-03-19
After the 2011 Tohoku-Oki earthquake, the immediate threat of megathrust earthquakes in and around Japan has been suddenly advocated by some researchers. One even points out the possibility of a larger event than ever, an event of Magnitude 10. In this study, we discuss whether an event of M10 will be realistic or not, from not only statistical aspects of earthquake occurrence or macroscopic scaling laws of seismic sources in a conventional manner(e.g., fault size, the amount of slips)but also the diversity of megathrust earthquakes that was revealed after the occurrence of the 2011 Tohoku-Oki earthquake. From a simple extrapolation of seismicity and macroscopic scaling laws, one event of M10 occurs every 500 years all over the world, with its fault length, width and average slip to be 1,200 km, 600 km and 50 m, respectively. The width may not exceed 200 km very much because of the limitation of an elastic region of a plate boundary in a subduction zone. We therefore need either of (1) average slip as large as 100 m or (2) fault length of more than 1,500 km for a possible M10 event. The average slip may be able to exceed 100 m, considering an area of very large shallow slips associated with the 2011 Tohoku-Oki earthquake, but we must take care that this is possible only for an event of the along-dip double segmentation. This type of events is, however, generally adjacent to segments of weak plate coupling with small coseismic slips. In contrast, an event of the conventional along-dip single segmentation may extend its fault into many adjacent segments. A drawback in this case is that the average slip may not exceed 50 m unless there are several segments of very strong plate coupling, resulting in co-seismic slips lager than those with usual events repeating in each segnent. Although a very large strong shallow segment of the double segmentation is a candidate of am M10 event, we cannot find any clear evidence of such a region from the present spatial seismic pattern in the world. The subduction zone in south Chile is the best candidate from its apparent strong plate coupling although it may not occur for a while due to the nearly complete strain release associated with the 1960 earthquake. We consider a very large event will be impossible even if a large portion of subduction zones breaks in the Aleutian trench because of the existence of several segments of weak plate coupling with slow events or aseismic slips in this trench.
2 0 0 0 OA 斜め衝突帯の巨大地震 (1) 相模トラフ
- 著者
- 小山 順二 都筑 基博 蓬田 清
- 出版者
- 北海道大学大学院理学研究院自然史科学部門(地球物理学)
- 雑誌
- 北海道大学地球物理学研究報告 (ISSN:04393503)
- 巻号頁・発行日
- vol.75, pp.161-174, 2012-03-19
Since the 2011 Tohoku-oki megathrust earthquake, Japan, it has been recognized that there is a variety of megathrust earthquakes occurring in the world not just only the Chilean type megathrust earthquake. In the variation, one end member is the 1960 Chile earthquake and the other is the 2004 Sumatra-Andaman earthquake, while the former is characterized by subduction zone of a young plate forming the Cordilleran orogeny, the latter is by an obliquely subducting plate along a continental margin with active back-arc activity. We study in detail megathrust earthquakes along such oblique subduction zones, considering characteristics of earthquake activities, focal mechanisms, rupture patterns, geometry of subduction zones, types of overriding plates and back-arc activities. Discussions are further made on one of the oblique subduction zones near Japan Islands, the Sagami Trough, in order to derive some information and the possibility of future large earthquakes there from the seismological data at hand. We found that there is a variety of large earthquakes in the oblique subduction zones in the world. Since we have no hand to suspect the future activity of a particular subduction zone, comparative studies on seismic activities in different oblique subduction zones are inevitable.
1 0 0 0 OA 高周波極限の近似によらない漸近波線理論:地震波動場の特異領域への応用
- 著者
- 蓬田 清
- 雑誌
- 日本地震学会2019年度秋季大会
- 巻号頁・発行日
- 2019-08-15
高周波の地震波動場の表現には、漸近波線理論(asymptotic ray theory, ART)が古くから知られており、波長が不均質性のサイズより小さいなどの条件下で、複雑な媒質に広く応用されてきた(e.g., Cerveny, 2001)。近年は差分法など純数値的手法の適用範囲がますます拡がりつつあるものの、高周波領域での観測結果の解釈やモデル化におけるARTの重要性はむしろ高まっている。(地震波はベクトル場として性質も重要であるが、ここでは速度cに対する(1)式のスカラー波しか扱わない。ただし、本研究の主要な結果はそのまま適用できる。)従来のARTでは周波数omegaにおいて、走時tauによる位相遅れと振幅のべき乗展開の(2)式の解を仮定した。高周波近似の解としてomegaを大きくし、べき乗の上位項だけを考える。こうして、位相部分の波線追跡と走時のeikonal equationと、振幅を決定するtransport equationが得られる。 従来のARTが適用できない特異領域(例:焦点や影の部分、edge diffraction)ではomegaの整数のべき乗ではなく、解析解が得られる場合にはomega-2/3などであることがわかっている(例:Table 0.3のcanonical signals, Chapman, 2004)。そこで、本研究では(2)式のようなべき乗展開をあらわに用いない解を考える。(1)式は偏微分方程式なので、その一般的解法の一つである変数分離だけを用い、またその際に現れる未定定数に特別な制約を与えない。 まず解の形式として、(3)式のように変数分離する。未定定数lambdaを介して、tauとxについての(4)式の二つが得られる。従来のARTではlambda=-omega2で(2)式のフーリエ変換に対応するが、ここでは正負を限定せず、さらに複素数として扱う。一般解はlambdaごとの解の重ね合わせの(5)式となり、ARTではフーリエ逆変換による時間領域の解の表現に対応する。次に、従来のARTの(2)式の一般化として高周波数領域では激しく振動する部分のみ分離した、(6)式を空間変動として仮定する。Aは振幅、tauは走時に対応する関数となる。これを(4)の2番目の式に代入すると、実部と虚部から(7)と(8)の2つの式が得られる。ここで強調すべきは、この操作ではARTのようにomegaの大きな項を拾っていく(高周波極限)従来の近似操作は含まれていない点である。(7)式は右辺の第2項を除けば、ARTのeikonal equationと、(8)式はtransport equationと同一となっている。(7)式第2項は振幅Aの空間2階微分とnu-2(ARTではomega-2)により、高周波極限で振幅が大きく空間変動する特異領域以外では無視でき、ARTと一致する、すなわち、(7), (8)式はARTの一般化であることがわかる。 しかし、これでは走時tauと振幅Aがカップルした形式で、不都合である。そこで、空間座標を波線の接線成分の走時tauとそれに直交するray-centered座標(q1, q2)を導入し(Cerveny, 2001)、(9)式のような変数分離として、(7), (8)式に代入すると、新たな未定定数muを用いて、(10), (11)式が得られる。(10)式より、新しいeikonal equationは(12)式のようになる。ここで、Dとhは(13)式に従う。先のeikonal eq.の(7)式と比べて、新たな(12)式では振幅によって変動する項Dが、走時tauとその微分のみで表現される。つまり走時のみの完全に分離した定式化である点が重要である。(10)式は従来のtransport eq.と同じく、(14)式のように波線の幾何学的拡がりJで振幅が計算できる。従来のARTではomegaが無限大の近似として特異領域でJがゼロの困難があったが(hはtauのラプラシアンに比例し発散する)、ここではその制約を課さないためhは有限となり、この困難が回避される。この形式では有限な周波数に当たる未定定数を選択することで、特異領域で特徴的な周波数依存性も表現できる。
1 0 0 0 OA 地球物理学的観測によるアジア北東地域のテクトニクスモデルの刷新
- 著者
- 高橋 浩晃 大園 真子 宮町 宏樹 谷岡 勇市郎 蓬田 清 吉澤 和範 中尾 茂 一柳 昌義 山口 照寛 ゴルディエフ エフゲニー ブイコフ ビクター ゲラシメンコ ミハイル シェスタコフ ニコライ ワシレンコ ニコライ プリトコフ アレキサンダ レビン ユーリ ワレンチン ミハイロフ コスティレフ ドミトリ チェブロフ ダニラ セロベトニコフ セルゲイ
- 出版者
- 北海道大学
- 雑誌
- 基盤研究(A)
- 巻号頁・発行日
- 2013-04-01
ロシア極東地域から中国東北部を含むアジア北東地域のテクトニクスの解明を目指し,地震とGNSS観測を実施した.2011年東北地方太平洋沖地震による広域的な余効地殻変動が観測され,ロシア沿海州地方は地震時変動を上回る変位が得られた.ロシア極東地域に展開した広帯域地震観測網のデータから,当該地域の上部マントル地震波速度構造を明らかにし日本海下に低速度異常を確認した.上部マントルの粘弾性構造の推定から,日本列島周辺で繰り返し発生する巨大地震がアジア北東地域に長期的な余効変動を引き起こしてきた事実を明らかにした.また当該地域の特徴的な地震活動を明らかにした.
1 0 0 0 OA 1995年兵庫県南部地震で現れた地震断層の詳細図
1 0 0 0 1995年兵庫県南部地震の地震断層
- 著者
- 中田 高 蓬田 清 尾高 潤一郎 坂本 晃章 朝日 克彦 千田 昇
- 出版者
- Tokyo Geographical Society
- 雑誌
- 地学雑誌 (ISSN:0022135X)
- 巻号頁・発行日
- vol.104, no.1, pp.127-142, 1995
- 被引用文献数
- 30 48
Distinctive ruptures of the surface faulting which generated the destructive 1995 Hyogoken-Nanbu Earthquake (M<SUB>s</SUB>=7.2) appeared along the Nojima fault, an active fault on the northwestern coast of Awaji island, Japan. The surface fault ruptures in Awaji island extend southwestward continuously for about 9km from Easki near the epicenter to Toshima in Hokudan town, and caused prominent right-latearl off-sets of 1.9m at maximum on roads, paddy dikes with vertical displacement of 1.2m at maximum, while no large surface faulting has been reported in Kobe where major damage and casualties have appeared.<BR>Most of the surface ruptures follow along the pre-existing active fault traces of the Nojima fault. The ruptures are generally arranged in left-stepping echelon, and local extensional and compressional jog forms such as trenches, mole tracks, buldges are sometimes related to changes in fault strikes.<BR>The earthquake fault seems to have propagated bilaterally northeastward and southwestward from the hypocenter in the Straits of Akashi near the major jog of the earthquake fault system. The source process of the earthquake deduced from the slip distribution along the earthquake fault in Awaji island well explains near-field P-waveforms of broad-band seismometers for early part in about 4 seconds. The later part of much larger amplitude should attribute to the northeast fault ruptures toward Kobe.