海底火山体において繰り返し発生する津波地震の物理メカニズム解明

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本年度は日本南方沖の鳥島近海に位置するスミスカルデラ近傍およびニュージーランド北方沖のカーティス島近傍で発生する二つの火山性津波地震に対して震源モデルを構築し，最終目的・火山性津波地震の物理メカニズムの解明を達成した．この成果を中心とした研究が評価され，２０２０年度３月に博士（理学）を取得した．下記に本年度に行った研究の詳細を記す．（１）津波シミュレーションの計算精度を向上するために新たに開発した位相補正計算手法を用いた津波波形インバージョンによって，火山性津波地震によって引き起こされた初期海面変動を推定し，火山性津波地震の断層構造を推定した．（２）津波波形インバージョンを用いて仮定した断層構造上でのすべり分布を構築した．（３）構築したすべり分布から予想される長周期地震波波形を計算し，観測波形と比較することで，最終的に津波・地震波の両波形を高精度に再現する統一的な震源モデルを確立した．（４）上記の結果に基づき，浅いシル状のマグマだまりに溜まった高圧マグマによってカルデラ構造内の環状断層の一部が非対称的に破壊してカルデラ床を押し上げる，”trapdoor faulting”という現象が二つの海底火山での火山性津波地震を引き起こしていることを提案した．（５）４の物理メカニズムによって，非効率な地震波励起特性や効率的な津波励起特性，類似する地震が繰り返すことなど，火山性津波地震の持つ多くの特異点を説明した．