地震発生過程の研究
山下 輝夫、宮武 隆、加藤 尚之 (地震研究所)

2)震源過程のシミュレーション(計算地震学:宮武隆)
 私の研究はコンピュータを駆使した地震発生過程のシミュレーションとその応用である.震源の研究には、(1)理論的な基礎研究、(2)観測データを使った解析的研究がある.私の研究は、両者をつなぐような研究となっていて、過去に発生した地震を震源の基礎理論である震源の物理を使ってシミュレーションを行う.その過程で、一方だけでは得られない、震源に関する高度の情報を得ることができる.

断層運動の震源物理学的・動力学的再現
地球内部にはプレート運動などに起因する力が加わっている.地震は弱面である断層がこの力に耐えきれずに破壊して発生する.断層を含む領域をコンピュータの中に作る.その断層の物理的・力学的性質を与え、外部からゆっくりと力を加えると、やがて断層内の弱いところから破壊が始まり地震が発生する.断層の性質や力の加え方で、さまざまな地震の起こり方をする.実際に起こった個々の地震を再現するためには、どのような断層の性質を与えればよいのか、どのような力を与えれば良いのかを、コンピュータシミュレーションによって研究している.

図3は、このようにして得た、過去の地震の例であり、断層面上に加わる力の解放量を示している.


図3:1979年Imperial Valley 地震での断層面上に加わっていた力の解放量

震源物理の防災への応用
日本には活断層が多く分布している.活断層が動いて地震が発生した場合の地震波の性質をあらかじめ計算できれば、防災に役立てることができる.そのための基礎研究を行っている.例えばあらかじめ強い揺れが予想される場所には、揺れに強い建物を建てるようにしたし、また補強したりするなどの対策を講じることができる.図4は、横ずれ断層の震源過程と地面の揺れの関係の模式図である.

震源物理の歴史地震の研究への応用
地面の揺れの性質は地震の起こり方によってかなり変わる.断層付近の揺れの特徴と地震の起こり方の関係をあらかじめ研究しておけば、地震計の無い時代の地震についても、被害や揺れの記述から、大まかな地震の起こり方を推定することができるかもしれない.

文献
「地殻ダイナミクスと地震発生」第9章,菊地編,朝倉書店,2002