| ア． |
日本列島域
地殻・マントルの弾性-粘弾性構造、プレート境界の３次元形状、断層摩擦構成則を考慮した日本列島域の地殻活動シミュレーションモデルのプロトタイプを「地球シミュレータ」上に完成させる。
具体的には、同一の３次元地殻・マントル構造モデルの上に、海洋プレートの沈み込みに伴う準静的な歪エネルギー蓄積シミュレーションモデルと動的な地震破壊伝播シミュレーションモデルを独立に開発し、システム結合する。こうして開発した地殻活動シミュレーションモデルを超並列計算機である地球シミュレータ上で走らせ、コードの最適化を行うとともに、プレート境界の摩擦特性を規定するパラメタに依存するシステムの挙動特性を定量的に明らかにする。
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| イ． |
特定の地域
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三陸沖プレート境界型地震発生サイクルのシミュレーションモデル構築
均質無限弾性体および半無限均質弾性体中の地震サイクルシミュレーションプログラムを用いて、三陸沖および駿河・南海トラフ沿いの過去の巨大地震発生履歴、最近の大地震の震源過程、ＧＰＳデータから推定されるプレート境界の固着分布などを説明するようなプレート境界面上の摩擦パラメタ分布を推定する。さらに、より現実的なモデルを構築するために、曲がったプレート境界面での地震サイクルシミュレーションのためのプログラムを開発する。
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南海トラフ沿い巨大地震発生サイクルのシミュレーションモデル構築
フィリピン海プレートの３次元形状を考慮した弾性モデル、プレート境界付近を細かいメッシュで分割した３次元不均質粘弾性大規模有限要素プロトタイプモデル、すべり速度と状態に依存する摩擦則を考慮した準静的地震サイクルのシミュレーションモデル、すべり依存の摩擦則に支配される動的破壊伝播シミュレーションモデルを地球シミュレータ上などで構築する。それらにより南海トラフ巨大地震発生サイクルのシミュレーションを実行し、破壊伝播の開始点、破壊セグメント、１９４４年東南海地震の前の掛川における地殻変動の原因などを考察する。また２０００年三宅島・神津島の大規模地殻活動と東海地方のスロースリップとの関連についても考察する。
フィリピン海プレートの３次元形状に対応する単純セルモデルを構築し、過去の南海トラフ巨大地震を再現するような摩擦パラメタ分布を探索する。また３次元不均質粘弾性大規模有限要素モデルで、プレート境界単純セルにおけるすべり応答関数を計算する。その応答関数を用いて、プレート境界セル面上に摩擦パラメタを分布させ、すべりと状態に依存する摩擦則を用いた準静的地震サイクルのシミュレーションモデルを大型計算機に構築する。さらに内陸活断層においても単純セルモデルの検討を行い、南海トラフ巨大地震と内陸地震の相互作用を扱う単純セルプロトタイプモデルを構築する。
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| ウ． |
予測シミュレーションモデル高度化
予測シミュレーションの結果に大きな影響を与える断層面の摩擦構成則パラメタを適切に推定する。弾性係数逆解析手法やＧＰＳデータの逆解析によって摩擦パラメタを推定する。また断層破砕帯での摩擦熱による流体圧変化および流体の移動、微小亀裂の相互作用、断層間の動的相互作用等の動的破壊素過程の影響を定量的に調べる。 |
