重力地震学：衛星重力計測で描く新しい地震像

重力地震学：使用卫星重力测量创建的新地震图像

• 批准号: 16J02130
• 负责人: 田中 優作
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02130/
• 关键词: 地震時重力変化; 地震後重力変化; ジオイド高変化; 海面高度変化; 人工衛星GRACE; 地殻変動; アフタースリップ; 粘弾性緩和; 地震時重力変化; 地震後重力変化; ジオイド高変化; 海面高度変化; 人工衛星GRACE; 地殻変動; アフタースリップ; 粘弾性緩和

当該年度の研究計画は、(1)まず前年度に博士論文としてまとめた地震に伴う重力変化研究の進展について国内外の学会で発表するとともに、(2)海外に渡航して新たな研究テーマを模索し、そのスタートラインに着く、というものであった。(1)については、一つの国内学会と四つの国際学会での発表を行い、前年度の成果を広く報告した。この成果については昨年の報告を参照されたい。さて、(2)については、８月より台湾に渡航し、中央研究院に所属するBen Chao教授の下で、中国の博士課程の学生と共同研究を行なった。この内容は地震時と地震後に発生する重力変化に伴い、理論的に予測される海面高度変化（重力が強まった所には水が集まって海面が上昇し、逆に重力が弱まった所からは水が離れて海面が沈降する、という現象）が海面高度計による観測データから見出せるか、というものである。私たちは2004年スマトラ地震（マグニチュード9.2）をターゲットに、地震前後の長期データを利用して、予測される数センチメートル程度の海面高度変化の検出に挑戦した。ここで用いたデータは、重力変化についてはNASAが運用していた重力観測衛星GRACE、海面高度変化については複数の海面高度計であるが、主としてJasonという人工衛星のものである。結果としては、GRACE衛星は地震時および地震後の重力変化（と、それに伴うジオイド高変化）を明確に捉えていた一方、それに伴う海面高度変化は、潮汐を補正してもエルニーニョなどに起因した海水の温度変化による変動に紛れ込むため、現在の技術では検出は不可能となった。この成果は、逆に重力観測はジオイド高変化を選択的に計測することと、海面高度の変化を研究する際には、地震に伴う重力変化に起因した海水面の変動は考える必要がないことを明確に示したものである。

该年度研究计划是（1）首先在国内和国际学术会议上展出有关地震引起的重力变化研究的进展，地震是上一年作为博士论文汇编的，（2）出国旅行以探索新的研究主题并达到了起点。关于（1），我们在一次国内学术会议和四次国际学术会议上进行了演讲，并广泛报道了上一年的结果。请参阅去年有关此成就的报告。关于（2），他从8月开始前往台湾，并在属于中央研究所的Ben Chao教授的带领下与中国的博士生进行了联合研究。这涉及理论上是否预测海平面高度的变化（这种现象会在其中收集重力增加，而当重力减弱时，水分离，海平面与重力较弱的位置可以从海平面高度计中发现。我们针对2004年苏门答腊地震（幅度9.2），并试图使用地震前后的长期数据检测仅几厘米的海平面变化。这里使用的数据是NASA为重力变化操作的重力观察卫星宽限期，海平面的海平面变化，但主要由称为Jason的人工卫星组成。结果，宽限期卫星清楚地捕获了地震期间和之后的重力变化（以及伴随的地质高度变化），但是随之而来的海平面变化可以与由厄尔尼诺尼诺和其他区域引起的海水变化引起的波动混合在一起，从而无法使用当前技术检测到它无法检测到。另一方面，该结果清楚地表明，重力观察有选择地测量地质高度的变化，并且在研究海平面的变化时，由于与地震相关的重力变化而无需考虑海平面的变化。