大象传媒

生命环境系
八木 勇治（やぎ ゆうじ）　教授

PROFILE

2002年に东京大学大学院理学系研究科で博士（理学）を取得。2002年?2005年、研究员として建筑研究所国际地震工学センターにて勤务し、闯滨颁础讲师として発展途上国の研究生に地震学をレクチャーする。その后、2005年4月に筑波大学に助教授として着任。2012年?2016年、文部科学省特别経费プロジェクト「巨大地震による复合灾害の统合的リスクマネジメント」の代表を务める。2018年より现职。

多様な地震の姿を捉え理解するための挑戦

プレートテクトニクスなどの理论により、地震発生のメカニズムを大まかに
説明することができますが、一つひとつの地震で実际に起こっている现象は多様です。
その原因は、地球の内部构造の复雑さです。どんなに高性能なコンピュータを使っても、
地震観测のデータ解析から误差をなくすことはできません。
地球の全てを知ることは不可能。それを前提にした新しい発想で、
地震の姿をより正确に捉えるための解析手法を研究しています。

极めて复雑な地震のメカニズム

地震は、地表の岩盘（プレート）の移动や断层のずれによって生じる现象だということはよく知られていますが、私たちが実际に体験する地震は、どれ一つとして同じではありません。例えば、断层のずれといっても、断层の形状やずれの方向、大きさはさまざまですし、地球内部の构造によって地震波の伝わり方も変わります。
　地震について、私たちが直接得ることのできる情报は、地表で観测されるデータだけです。実际に震源でどのようなことが起こっているのかは、そのデータをもとに推测するしかないのです。観测データからできるだけ正确に、地震の姿を捉えるには、震源での破壊过程（震源过程）を适切に表现するモデルと、解析手法が必要です。すでに、ある程度确立されたモデルや手法がありますが、高品质の観测データによって、実际の地震は、今まで考えられていたよりも复雑かつ多様性があることがわかってきており、ありきたりのモデルや手法では太刀打ちできなくなりつつあります。
　そのアプローチとして、多くの研究者は、できるだけ精緻に地球内部の构造を调べてモデル化し、さらに、地震时に动く断层もできるだけ复雑なモデルにして、解析しようとしています。これは王道ともいえる研究スタイルです。しかしこの方法だと、扱うパラメータが膨大になり、资金やマンパワーを要する「力技」にならざるを得ませんし、そもそも全てを调べ、モデル化することは极めて困难です。

分からないことを分からないとして扱う

だからといって諦めるわけにはいきません。提案したのは、分からないパラメータを无理に调べようとするのではなく、そのまま分からないものと认めた上で、新しい解析手法を构筑する、という考え方です。
　この解析手法が地震波解析の分野で画期的だったのは、完全な地球内部の构造を知らないことによって生じる误差がどのようなものかを明确にしたことと、この误差の影响を軽减する方法を提示したことにあります。それまでは、そういった误差をできるだけ取り除くために、王道としての「力技」が用いられてきたわけですが、地球内部を完全にモデル化できないと认めてしまえば、もっと楽に解析ができると考えたのです。そこで、この误差を统计学的に扱い、モデルの中に取り込んでみると、実际に起こった现象をより良く表现することができるようになりました。
　この解析手法を提案したのは2011年のこと。当初は単独のフロントランナーでしたが、その有効性が认められるにつれ、どんどん研究者が参入してきました。それによって手法自体の改良も进み、今では提案したアプローチが王道のような位置付けになっています。一つの流れができたら、その流れに乗り続けるより、新しい流れを作りたくなるものです。今は、提案したアプローチとは、真逆に近い解析手法を提案しようとしています。新しいアプローチを提案していくことは、限られた研究リソースを有効に活かすための戦略でもあります。

阪神淡路大震灾をきっかけに

子ども时代を过ごした岩手県釜石市の周辺は、昔から何度も津波に袭われている地域です。そのため小学校でも、地震や津波に関する授业や、防灾教育が盛んに行われました。それが地震に兴味を持つようになった最初のきっかけでした。この兴味が研究対象としての関心へと具体化されたのが、大学生の顷に経験した阪神淡路大震灾です。短时间の揺れで、地域一帯が大きく壊れてしまうような出来事にショックを受けると同时に、なぜそのような现象が起こるのか、震源で何が起こっているのか、知りたいと思うようになりました。
　研究者になって最初に取り组んだのが「地震のカタログ」作りです。地震がどのように発生し、どのように成长していくのかということが记述された新しい地震のカタログがあれば、地震の理解が进み、标準的な地震像がわかり、特殊な地震を见つけることができると考えていました。ところが実际には、一つの手法であらゆる地震を解析しようとしても、适切な结果は得られませんでした。当时の研究者たちは、个々の地震を自分なりに工夫した断层モデルと解析手法でそれぞれ解析していたのです。これでは同じ地震でも、研究者によって异なる姿になってしまいます。全ての地震に适用できて、安定な结果が得られる、坚牢な解析手法がない限り、地震で何が起こったのか记述するカタログを作ることはできません。
　そんな中でひらめいたのが、「分からないことは分からないとして扱う」というアイデア。スランプに陥っていた研究が、これで再び动き始めました。

より早く、より练って

近年、日本では大きな地震が频発していますが、それらも、解析対象となる地震としてはやや小规模な部类に入ります。データが多く、解析に适しているのはマグニチュード8クラスの巨大地震です。世界中の地震データは公开されており、谁でも利用することができますから、この分野で研究成果を出すには、地震が発生してから、どれだけ短时间で结果を出せるか、そして、どれだけ练られた手法で解析するかが胜负どころ。もちろん、结果を他の情报と统合して、地震の実像を解明することも重要です。
　データ解析で求めるべき情报はたくさんありますが、一度の计算で多くの情报を得ようとすると、结果は逆に漠然としたものになってしまいます。また、スーパーコンピュータを使うようなスケールの计算になると、装置の顺番待ちなどで、思うように研究が进まなかったりします。そういったことも考虑しながら、できるだけシンプルで、かつ効率のよい解析手法を练り上げていきます。

再び地震のカタログ作りを目指して

现在取り组んでいる、もう一つのテーマは、地下600?700办尘の深いところで発生する地震の解析です。深い震源では、超高圧の世界で断层がずれるわけですから、莫大な摩擦热が発生します。また、浅い震源では観测されないような、しかも、その原因がはっきりしない现象も见られます。そうなると、これまでの解析手法は役に立ちません。さまざまな深さの震源を理解できる、すなわち、さらに汎用性の高い解析手法を开発しようとしています。
　地震は、地球にとってはごくわずかな変化にすぎません。でも、そのわずかな変化が私たちにとっては重要です。地震研究というと、予知や予测をイメージする人もいるかもしれません。観测网はかなり充実してきましたが、その知见をもってしても、それは至难の业。むしろ、起こったことをできるだけ正确に解析し、その结果が积み重なっていくことで、地域ごとの地震のパターンが见えてきます。それは、地震后の対策やレスキュー体制をあらかじめ考えておく上で大切な情报になります。
　そのためにも、あらゆる地震を解析できる手法、そして、その解析结果から导かれる地震の姿を网罗したカタログが求められます。スタンダードとなる解析手法を开発し、地震のカタログを完成させるのが、研究者としてのライフワークです。

筑波大学 生命环境系 八木研究室

巨大地震や地下深部で発生する地震の発生メカニズムの解明や、そのための新しいデータ解析手法の开発を主なテーマに、地震に関係する様々な研究を行う。最近では复雑な大地震の详细な破壊过程を安定に求めることができる革新的な手法の开発に成功、この手法を駆使して、大地震时に発生する未知の现象を明らかにすることを目指している。また、大地震前后の地震活动の変化や、深层学习を用いたスロー地震の同定等にも取り组んでいる。
（研究室鲍搁尝: ）