複雑な形状の断層における地震破壊の数値シミュレーション研究

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2021年度は、これまで開発してきた地震サイクル（シーケンス）シミュレーションソフトウェアHBIを、格子H行列を用いることでさらに高速化した。これにより、大規模並列計算時の効率が格段に改善し、かつてない規模の地震サイクルシミュレーションが可能になった。この内容の主著論文を1件投稿中である。また、多くのユーザーが利用可能にするために、HBIのオープンソース化の作業も行った。さらに、開発したコードを用いて、アメリカの南カリフォルニア地震センターによる地震サイクルシミュレーションソフトウェア間の相互検証プロジェクトに参加し、共著論文1件が出版され、さらに1件が投稿中である。一方で前年度に引き続き、地震破壊停止機構の理論的研究に取り組んだ。2次元非平面断層における地震サイクルシミュレーションにより、断層の屈曲部分で破壊が停止する確率について解析を行った。特に、応力緩和機構を新たに導入することで、長期的に定常な地震サイクルを実現した。数値シミュレーションの結果は、屈曲の角度の増加に伴って地震が停止しやすくなることを示し、これは歴史地震による経験則と定量的に一致する。また、この結果は、断層の法線応力の変化と背景応力場に対する断層の向きによって物理的に解釈できる。さらに、断層の長期的な滑り速度の空間分布についても、カリフォルニアなどの自然断層と合致する結果が得られた。本研究により、地震破壊の停止機構についての理解や確率的な地震予測の改良につながることが期待される。