[S-TT43] ハイパフォーマンスコンピューティングが拓く固体地球科学の未来

[STT43-P05] 高自由度なモデルを用いた震源過程解析の意義

*八木 勇治¹ (1.国立大学法人　筑波大学 生命環境系)

キーワード：震源過程解析、高自由度なモデル、2022年台東地震

断層の破壊伝播過程を推定する方法として、断層面上でのすべり速度の時空間分布を推定できる有限断層インバージョン法がある。この手法を用いる場合、データの情報量が十分でないため、安定に問題を解くために、何らかの拘束条件を導入している。拘束条件には、スムージングやサブフォルトの大きさといったよく知られているものの他に、断層が破壊し得る時間の設定のようなモデル空間を制限するものがある。前者は広く認知され様々な検討が行われているが、後者によるモデル空間の制限は、その妥当性が十分に検討されているとは言えない。また、有限断層インバージョンにおいて、断層上ですべり得る時間を短く設定すると、よりスムージングが小さい解が選択されやすくなる傾向がある。つまり詳細な解を得るには、モデル空間を制限した方が有利となる。結果として、多くの有限断層インバージョン法は、詳細な解を得るためモデル空間を制限する方向で開発が進められてきた。しかし、モデル空間が適切に設定されていない場合、得られる解は歪められることになる。
ポテンシー密度テンソルインバージョン（PDTI）のように、モデルの自由度を高める方向に開発されている例もある。PDTIは、断層滑りを表現する規定ダブルカプルを2から5に拡張し、モデルの自由度を高めている。PDTIは数値実験と実際の地震への適用によって、複雑な震源過程を持つ地震の解析を安定に行うことができ、かつ、断層形状の情報がデータから推定できることが示されてきた。一方で、これまであまり議論されてこなかったが、PDTIを用いた解析では、破壊伝播方向の反転を許容するようなモデリングが用いられてきた。このようなモデリングが行われてきた背景には、モデル空間を制限することにより歪められた詳細な解を得るより、データが有している情報をできる限り歪めることなく取り出したいという思想がある。その結果、高自由度なモデルを用いた解析によって、破壊伝播方向が反転する地震が多く発見された。PDTIで明らかになった破壊伝播方向の反転は、独立した他のデータからも確認することができる。例えば、2022年に台湾で発生した台東地震では、PDTIによる解析で本震時に破壊伝播方向が反転したことが判明したが、断層沿いの強震動観測記録からも同様の結果が得られる。本発表では、“モデルの自由度を適切に高くする”という震源過程解析の新しい方向性を提示し、実際の例を用いてその意義について議論する。