陸海域地殻変動観測データに基づくプレート境界面における力学的固着状態の解明

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本研究は、プレート境界面の運動学的な固着分布を推定する従来の枠組みを変え、力学的な固着状態と地殻変動の関係をモデル化することで、地殻変動観測データからプレート境界面の力学的固着分布を逆推定するというものである。最初に、力学的固着と地殻変動を結びつけるモデルの構築および逆推定法の開発を行った。このモデルでは、プレート境界面を力学的固着領域とクリープ（未固着）領域の2つの状態に分類し、クリープ領域では定常歪状態が成り立つものとした。力学的固着と地殻変動の関係は、弾性論に基づきモデル化した。モデルパラメータ（力学的固着領域の上・下端深さ、オイラーベクトル、内部歪）は、レプリカ交換モンテカルロ法で推定する手法を採用した。次に、このモデルおよび逆推定法を用いて、千島・日本海溝沿いと南海トラフ沿いの力学的固着分布を推定した。データとして、国土地理院のGEONET地殻変動観測データおよび、高知大・名古屋大の陸上地殻変動キャンペーン観測データ、海上保安庁・名古屋大の海底地殻変動観測データを用いた。推定の結果、日本海溝・南海トラフ沿いにそれぞれ、セグメント状の力学低固着領域が存在することが明らかになった。運動学的な固着分布、地震時すべり分布、強震動生成域と比較することにより、力学的固着領域は運動学的固着領域のごく一部にすぎないこと、地震時のすべりは力学的固着領域の外側まで広がりうること、力学的固着領域の縁に強震動生成域が分布する傾向があることが明らかになった。また、スロー地震分布との明瞭な空間相補性も確かめられた。これは、推定された力学的固着領域が不安定すべり域に対応し、プレート境界面の摩擦状態を正しく反映しているとみなすことができる。本手法を用いることで、地震時のすべり分布だけでなくすべり（摩擦）特性も予測可能になり、地震・津波防災に大きく貢献することが期待される。