Inverse physics-based modeling of the 2016 Mw 6.1 Tottori earthquake

• Thesis title in Czech: Inverzní fyzikální modelování zemětřesení Tottori (Mw 6.1) z r. 2016
• Thesis title in English: Inverse physics-based modeling of the 2016 Mw 6.1 Tottori earthquake
• Key words: Dynamická inverze seismického zdroje|Dynamická simulace šíření zemětřesné trhliny|Modelování zemětřesení|Bayesovská MCMC inverzní úloha|Zemětřesení Mw 6.2 Tottori 2016
• English key words: Dynamic Seismic Source Inversion|Dynamic Rupture Propagation Simulation|Earthquake Modeling|Bayesian MCMC Inverse Problem|The 2016 Mw 6.2 Tottori earthquake
• Academic year of topic announcement: 2023/2024
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Geophysics (32-KG)
• Supervisor: prof. RNDr. František Gallovič, Ph.D.
• Author: Bc. Martin Hronek - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 25.03.2024
• Date of assignment: 25.03.2024
• Confirmed by Study dept. on: 19.03.2025
• Date of electronic submission: 17.07.2025
• Opponents: Mgr. Jan Premus, Ph.D.

Guidelines

V roce 2016 se v centrální části japonské prefektury Tottori odehrálo zemětřesení o momentovém magnitudu Mw 6.1. Existující studie navrhují různé modely časoprostorového šíření trhliny určené ze seismických nebo geodetických dat s výraznými odlišnostmi. Zpřesnění by mohla přinést dosud chybějící dynamická simulace tohoto zemětřesení implicitně regularizovaná fyzikálním zákonem tření a elastodynamickou rovnicí. Student provede dynamickou inverzi zemětřesení Tottori pro model s lineárním poklesem koeficientu tření (tzv. „slip-weakening“) v Bayesovské formulaci pomocí existujícího balíku programů fd3d_tsn_pt vytvořeného na katedře geofyziky. K tomuto účelu bude využívat jak nízkofrekvenční seismická data, tak geodeticky změřená statická posunutí. Student otestuje možný efekt nárůstu koeficientu tření se skluzem v mělkých hloubkách, jak naznačují reologické parametry hornin za relativně nízkých tlaků. Výsledný model včetně jeho neurčitosti porovná s publikovanými modely.

References

Amey, R. M. J., Hooper, A., Morishita, Y. (2019). Going to any lengths: Solving for fault size and fractal slip for the 2016, Mw 6.2 Central Tottori earthquake, Japan, using a transdimensional inversion scheme, J. Geophys. Res. Solid Earth 124, 4001-4016.
Gallovič, F., Valentová, Ľ., Ampuero, J.-P., Gabriel, A.-A. (2019). Bayesian Dynamic Finite-Fault Inversion: 1. Method and Synthetic Test, J. Geophys. Res. Solid Earth 124, 6949-6969.
Kanamori, H., Brodsky, E. E. (2004). The physics of earthquakes, Rep. Prog. Phys. 67, 1429-1496.
Kubo, H., Suzuki, W., Aoi, S., Sekiguchi, H. (2017). Source rupture process of the 2016 central Tottori, Japan, earthquake (MJMA 6.6) inferred from strong motion waveforms, Earth Planets Space 69, 127.
Meneses‐Gutierrez, A., Nishimura, T., Hashimoto, M. (2019). Coseismic and postseismic deformation of the 2016 Central Tottori earthquake and its slip model, J. Geophys. Res. Solid Earth 124, 2202-2217.
Premus, J., Gallovič, F., Hanyk, L., Gabriel, A.-A. (2020). FD3D_TSN: Fast and simple code for dynamic rupture simulations with GPU acceleration, Seism. Res. Lett. 91, 2881-2889.
Ross, Z. E., Kanamori, H., Hauksson, E., Aso, N. (2018). Dissipative intraplate faulting During the 2016 Mw 6.2 Tottori, Japan earthquake. J. Geophys. Res. Solid Earth 123, 1631-1642.
Případná další literatura týkající se studovaného zemětřesení: http://www.isc.ac.uk/cgi-bin/FormatBibprint.pl?evid=611830857