I joined Tohoku University Environmental Studies Seminar 2022 at Institut Teknologi Bandung on 2022/12/13. I delivered the presentation about laboratory life in Sendai, Tohoku University.
https://www.kankyo.tohoku.ac.jp/activity/a20221227.html

I delivered oral presentation about our recent research at GRE 2022.

Grand Renewable Energy 2022 International Conference
https://www.grand-re2022.org
Geothermal Energy
“Machine learning multivariate analysis for injection induced seismicity risk evaluation”
Yusuke Mukuhira, Yusuke Kamada, Yusuke Kumano, Kyosuke Okamoto, Takuya Ishibashi, and Hiroshi Asanuma

山形-福島県境で群発地震を引き起こした地殻内の流体量を推定

【発表のポイント】

• 2011年3月11日に起きた東北地方太平洋沖地震の7日後から山形-福島県境で発生した群発地震^＊１について、群発地震発生前に地殻内に蓄積されていた流体量を推定した。
• 群発地震を誘発した流体は、沈み込み帯の平均脱水量^＊２から100〜10000年で再チャージされることを明らかにした。
• 流体量の定量化と、再チャージ期間の推定から、群発地震と巨大地震の関係性、また群発地震による鉱脈の形成など、新たな関係性を見出した。
• 沈み込み帯の流体ダイナミクスを解明するための、これまでにない時間・空間解像度で流体を定量化する新たなアプローチを提案し、その有用性を示した。

【概要】

沈み込み帯での水の循環の理解は、巨大地震の発生を始め多くの現象の理解にとって大変重要です。しかしこれまで、流体の大まかな分布や、地質学的スケールでの理論的な循環量が分かっているのみで、具体的にどこで、どれだけ流体が蓄積していて地震等の現象と結びついているかはよく分かっていませんでした。
　東北大学流体科学研究所の椋平祐輔助教、同大学大学院環境科学研究科の宇野正起助教、同大学大学院理学研究科 地震・噴火予知研究観測センターの吉田圭佑助教は、資源工学・水理学分野の物理モデルを用いて、2011年東北地方太平洋沖地震の7日後に山形・福島県境で発生した群発地震について、群発地震を誘発した流体量を10⁶～10⁸ m³と推定しました。この量の流体が群発地震発生領域付近に蓄積されていたことを世界で初めて明らかにしました。さらに、この流体量は100年〜10000年の期間で再びチャージされることを示し、1000年サイクルで発生する地震の規模マグニチュード（M）9クラスの大地震との関連を示唆した他、群発地震も金をはじめとする様々な鉱物脈を生成しうる可能性も示唆しました。
　これらの知見は沈み込み帯の流体ダイナミクスを理解する上で、これまでと桁違いの時空間高解解像度での情報を提供し、新たな知見をもたらした他、沈み込み帯の様々なプロセスでの地化学的な議論や、異なる地質学的条件での群発地震の流体量推定の基となることが期待されます。

図1 本研究成果の概念図
a) 群発地震発生領域への流体の供給の概念図。流体の存在を示唆するS波 (*3) の低速度域から、流体が上昇し群発地震を引き起こしたと考えられる。本研究で推定したのはこの群発地震に関与した流体量である。
b) 群発地震を引き起こした流体量の再チャージ期間。青で示した流体量を、下部地殻からの流体供給（灰色）で再チャージすると、100～10000年程度の時間が必要。一方でM9クラス自身の周期は1000年であり、再チャージ期間に含まれる。右には本研究で使用した物理モデルと、それぞれによる流体推定量を示している。

本成果は、2022年11月19日、英国Nature Research社が発行する科学誌Communications Earth & Environmentに掲載されました。

https://doi.org/10.1038/s43247-022-00610-7

https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2022/12/press20221201-01-earth.html

Mukuhira, Y., Uno, M. & Yoshida, K. Slab-derived fluid storage in the crust elucidated by earthquake swarm. Commun Earth Environ 3, 286 (2022). https://doi.org/10.1038/s43247-022-00610-7

https://www.nature.com/articles/s43247-022-00610-7#citeas

文部科学省 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) Slow-to-Fast地震学の公募研究として採択されました。
研究題目は「資源工学的視点の室内岩石実験による間隙水圧とSlow地震の関連性解明」です。

My proposal was accepted by Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A) [Science of Slow-to-Fast Earthquakes] and I am happily going to join Science of Slow-to-Fast Earthquakes project.

日本地熱学会令和3年学術講演会にて学生，共同研究者とともに，以下の発表を行いました。

• 地殻応力にスケールされる微小地震クラウドの成長過程
  椋平祐輔, 伊藤高敏, 岡本京祐, 石橋琢也, 浅沼宏, 熊野裕介, 森谷祐一, Meihua Yang, Kangnan Yan, Yunhei Zuo, Justin Rubinstein, Markus O. Häring
  
• 注水によるせん断すべり挙動解明のための実験的研究
  青木晃司, 椋平祐輔, 伊藤 高敏日本地熱学会令和3年学術講演会 2021年10月27日 日本地熱学会
  
• 地熱地域の地震観測網を対象とした深層学習によるP，S波の自動読み取り
  岡本京祐, 椋平祐輔, 浅沼宏, Häring Markus日本地熱学会令和3年学術講演会 2021年10月27日 日本地熱学会

We delivered 3 presentations as follows with my student and collaborators.

• Extension of low-SNR coherent signal detection method based on spectral matrix analysis by using wavelet transformation and time delay coordinate Takayuki Nagata, Yusuke Mukuhira, Taku NonomuraProc. the 14th SEGJ International Symposium 2021年10月19日
  
• Development of microseismic monitoring system using deep learning P- and S-waves picker in geothermal fields Kyosuke Okamoto, Yusuke Mukuhira, Hiroshi Asanuma, Markus Häring, Proc. the 14th SEGJ International Symposium 2021年10月19日
  
• Detection of P-S travel time for Low SNR Event by particle motion analysis Sun Jingyi, Yusuke Mukuhira, Takayuki Nagata, Taku Nonomura, Hirokazu Moriya, Takatoshi ItoProc. the 14th SEGJ International Symposium 2021年10月19日

2021年度　第1回アコースティック・エミッション部門講演会にて
「AEによる注水モニタリング：実験室から地熱フィールドまで」という題で発表します。

東北大学より7月1日付で「東北大学プロミネントリサーチフェロー」の称号が付与されました。

「東北大学プロミネントリサーチフェロー制度」は、本学の助教のうち、新領域を切り開く独創的な研究に挑戦する者にプロミネントリサーチフェローの称号を付与することで、本学で躍進する優秀な若手研究者のプレゼンスの向上を図るとともに、独立した研究環境の整備を進めることにより、本学における教育研究の一層の推進及び社会への貢献に資することを目的として、新たに制定した制度です。

東北大学HP

東北大学流体科学研究所HP

We will deliver following presentations

[SSS08-25] Microseismic Cloud Growth Process Mainly Controlled by In-Situ Stress During Hydraulic Stimulation

*Yusuke Mukuhira¹, Meihua Yang^5,1, Kyosuke Okamoto⁴, Takuya ISHIBASHI⁴, Yusuke Kumano², Hirokazu Moriya³, Hiroshi Asanuma⁴, Kangnan Yan^5,1, Justin Rubinstein⁶, Yinhui Zuo⁵, Markus O Häring⁷(1.Institute of Fluid Science, Tohoku University, 2.JAPEX Co., Ltd., 3.School of engineering, Tohoku University, 4.Fukushima Renewable Energy Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 5.State Key Laboratory of Oil and Gas Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, 6.United States Geological Survey, 7.Häring GeoProject)

[SSS08-P02] Experimental study on fluid injection-induced fault slip

*Koji Aoki¹, Yusuke Mukuhira¹, Takatoshi Ito¹(1.Institute of Fluid Science, Tohoku University)

[SCG52-04] Induced Earthquakes Before and After Cessation of Longterm Injections in Rongchang Gas Field, Sichuan, China

*Zhiwei Wang¹, Xinglin Lei², Jinrong Su³, Shengli Ma¹, Yusuke Mukuhira⁴(1.Institute of Geology, China Earthquake Administration, 2.Geological Survey of Japan, AIST, 3.Earthquake Monitoring Centre, Sichuan Earthquake Administration, 4.Institute of Fluid Science, Tohoku University)

[SCG52-P01] Automatic hypocenter determination by deep learning for microseismic networks in geothermal areas

*Kyosuke Okamoto¹, Yusuke Mukuhira², Hiroshi Asanuma¹, Markus Häring³(1.National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 2.Tohoku University, 3.Häring GeoProject)