Source mechanism of long-period volcanic tremors and earthquakes using topological analysis

基于拓扑分析的长周期火山地震震源机制

• 批准号: 22K03774
• 负责人: 武尾 実
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03774/
• 关键词: 火山性微動; 長周期地震; 相図解析; 位相幾何学的解析

マグマ噴火に先行するマグマ湧出期やマグマ噴火の時期に発生する火山性微動や長周期地震は，マグマ噴火の発生機構を解明するための重要な情報を提供する．本研究では，複数の火山でこの時期に観測された火口近傍での多様な振動特性を示すデータに基づき，マグマ噴火の多様な発生機構に迫ることを目指す．2022年度は，先ず，2004年浅間山噴火に先行する長周期微動・長周期地震に対する予察的な数理モデルであるコントロール・バルブの検討を進め，日本学士院紀要の論文の中にこの成果をまとめた．この論文は，浅間山の深さ約10kmより浅い領域のマグマ供給系を地震波速度構造と地殻変動及び火山性地震の活動に基づいて明らかにした研究成果をレビューすると同時に，2004年浅間山噴火以降の2017年までの長期にわたる観測データ及び解析結果を基に，噴火活動とその前駆現象との関連を解明した．この中で，コントロール・バルブをベースとした数理モデルにより，2004年噴火に先行して観測された長周期微動・長周期地震がマグマ噴火に前駆する火道閉塞のシグナルであった可能性を示した．さらに，2021年の論文（Takeo, 2021）で構築した粘性流体の流動に起因する数理モデルの挙動を，流体流路の圧力-断面積の関係構成式を幅広く変化させて，励起される振動の相図の特徴を整理した．その結果，これまでは流体の移動が制限された条件下で発生すると考えられていたゆっくりと減衰する調和型の地震動（N型地震と呼ばれる）が，流体流動の数理モデルにより実現できることを明らかにした．本研究により，同様の振動パターンが全く異なる物理的条件の下でも励起されることが明らかになり，N型地震の見方について，新たな視点を付け加えることが出来た．この成果については，2023年春の地球惑星科学連合学会の大会で報告する予定である．

The important information of the eruption period and the long period earthquake This study is aimed at demonstrating the fundamental vibration characteristics of multiple volcanic eruptions near the crater, and indicating the mechanism of multiple eruptions. In 2022, the mathematical model of the long-period micromotion and long-period earthquake predicted by the shallow mountain eruptions in 2004 is discussed. Proceedings of the Japanese Academy of Sciences This paper is based on the research results of seismic wave velocity structure, crustal movement and volcanic earthquake activity in shallow areas with a depth of about 10km. Meanwhile, based on the results of long-term measurement and analysis of volcanic eruption in 2004 and 2017, the relationship between volcanic eruption activity and volcanic eruption phenomenon is clarified. In 2004, the fire was first detected, and the long-period micro-motion and long-period earthquake were detected. In the paper Takeo, 2021, the author constructs the mathematical model of the causes of viscous fluid flow, the constitutive equation of the pressure-cross-sectional area relationship of fluid flow path, and arranges the phase characteristics of excitation vibration. As a result, the fluid movement is restricted under the condition of harmonic vibration (N-type earthquake), and the fluid flow is mathematically controlled. In this study, the vibration of the same kind of earthquake is completely different from that of the same kind of earthquake under the physical conditions. The report of the conference of the association of earth science in spring 2023 is scheduled to be published.