[H-DS06] 津波とその予測

[HDS06-P08] 津波堆積物の広域分布を用いたすべり分布逆推定の数値実験

*増田 英敏¹、菅原 大助² (1.東北大学大学院理学研究科地学専攻、2.東北大学災害科学国際研究所)

キーワード：津波堆積物、津波波源推定、古津波

津波堆積物は過去の津波の地質痕跡であり，観測記録の及ばない時代の津波イベントの復元において重要なプロキシである．陸上津波堆積物の分布を制約とした津波数値解析により，これまで多くの古津波の波源が復元されてきたが，津波の浸水範囲と砂質津波堆積物の分布限界には大きな差異が認められることが報告されており，浸水シミュレーションの制約として津波堆積物の分布限界を用いることは浸水規模の過小評価を招きかねない．近年では，津波土砂移動の数値モデルにより津波堆積物形成の順解析が可能になったため，波源推定への応用が期待されている．
2011年東北沖地震の震源域は走向方向に300〜500 km程度の広がりを持っていたことが明らかにされている．このような巨大な断層をモデル化する際には，その内部に存在するすべり分布の不均質性を考慮することが欠かせない．運動学的な断層モデルでは，断層面を多数の小断層に分割し，各小断層に任意のすべりを与えることにより，すべりの不均質性を表現できる．近代以降のイベントでは，観測記録のインバージョン解析により機械的にすべり量を割り当てることが可能であるが，古津波波源推定においては，沿岸〜陸上での津波挙動および堆積物輸送現象の非線形性により，津波土砂移動数値解析を用いた試行錯誤により断層パラメータを決定する必要がある．網羅的な試行錯誤により小断層間のすべりのトレードオフを解き，すべりの不均質性を復元することは非現実的な計算量を要求するため，巨大古地震イベントにおける断層運動の複雑性の理解を難しくしている．
本研究では，津波堆積物の層厚に用いた新たな波源推定手法として，津波による土砂移動のフォワードモデルのパラメータ最適化によるすべり分布の逆推定手法を提案する．フォワードモデルには，津波土砂移動数値モデルTUNAMI-STM（Sugawara et al., 2014; Yamashita et al., 2016）を用いた．断層モデル形状には，2011年東北沖地震の震源域を10の小断層に分割したものを用い，各小断層のすべり量を未知変数とした．岩手県北部から茨城県北部までの5地域を選定し，各地域での津波堆積物の層厚分布と計算層厚との誤差ノルムを目的関数として，これを逐次近似最適化（Kitayama et al., 2011）によって最小化する．なお，リファレンスとなる津波堆積物データは，津波土砂移動数値解析により人工的に生成した．そのため，この数値実験では，人工津波堆積物データの生成に用いた波源モデルをパラメータ最適化によって再現することが目的となる．
本発表では，フォワードモデルの最適化の過程を紹介し，津波波源の不均質性と津波堆積物の広域分布との関係性について論じる．