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地震予知研究推進センター

 地震予知研究推進センターの役割は,地震予知研究のうち主として全国共同研究プロジェクトや国際共同研究の推進にある.当センターには平成12年より,地震・火山噴火予知研究協議会企画部が置かれ,地震予知研究の全体計画の取りまとめを担っている.

個別研究

1.アスペリティと非地震性領域の棲み分けに関する室内実験

 室内実験と数値実験によりアスペリティと非地震性すべり領域との相互作用や余効すべりなどについて調べている.大型剪断試験機を用い,花崗岩の模擬断層面に摩擦特性の異なる領域を分布させ,すべり実験を行った.模擬断層面のうち,半分の領域は非地震性すべりが起こるようにし,残り半分はアスペリティ的に振る舞うようにした(図は断層に沿う多数の点で変位と剪断応力を測定した結果).ふたつのブロックをバネで連結したモデルを使った数値実験でも,室内実験でみられたアスペリティと非地震性すべり領域の相互作用により余効すべりを定量的に再現できることを確かめた.

大型剪断試験機を用いた実験結果
大型剪断試験機を用いた実験結果.剪断応力(左図)とすべり(右図)の時間変化

2.島弧地殻変形過程・活断層構造

 全国の大学・関係機関と共同で,跡津川断層を取り囲む地域において,大規模な地球物理的な総合観測を実施する予定である.同地域は,日本列島の中でも地殻歪みの蓄積速度が大きく,そのメカニズムを解明することは,内陸大地震の発生予測へ道を開くため大変重要である.跡津川断層を含む100km四方の地域において,自然地震観測,電気伝導度構造探査,GPS観測,地震探査などを総合的に実施する予定である.

長期間地震観測の観測点展開予定図
長期間地震観測の観測点展開予定図

3.電磁気観測と比抵抗構造

 電磁気観測や比抵抗構造決定のための共同観測を推進する一方で,観測量から地下の情報を抽出するため,各素過程の基本物理パラメタの決定,各素過程と観測量とをつなぐ物理過程の定式化を図っている.その一例として,東北背弧で得られた比抵抗構造より推定した,地殻内含水量分布を示す.微小地震発生域は,含水率が高い領域の上部に位置し,両者の関連が示唆される.

東北背弧活動帯での2次元比抵抗構造より推定された地殻含水率の分布
東北背弧活動帯での2次元比抵抗構造より推定された地殻含水率の分布.微小地震震源分布を丸で示し,S波反射面とP波散乱体の分布をそれぞれ四角と星で示している.反射法から推定された地下の断層面と地震波速度構造をあわせて示している.

4.GPS観測と地殻ダイナミクス

 2003年9月に発生した十勝沖地震に際しては本センターを中心とする「GPS大学連合」のグループが北海道の震源近傍に約30点からなる臨時のGPS観測点を設置して余効変動をとらえるための観測を実施した.国土地理院のGEONETのデータを用いた解析では明瞭な余効変動がとらえられ,その領域が地震時にすべった領域(アスペリティ)と相補的であることを見出した.

十勝沖地震後1ヶ月間の蓄積すべり量
十勝沖地震後1ヶ月間の蓄積すべり量.矢印はプレート上面のすべりの方向と大きさを示す.小さい丸印はM>4の余震のうち1つの節面が主震に並行なものを示す.地震時変位をコンターで示す.

5.地震発生の数値シミュレーション

 岩石摩擦実験に基づく摩擦構成則を用いて,プレート境界型大地震発生サイクルや「ゆっくり地震」の数値シミュレーションを行っている.地震性すべりが発生するためには有限の断層サイズ(臨界断層長)が必要である.摩擦強度がすべり速度とともに減少する摩擦特性をもつ領域の長さが臨界断層長とほぼ等しいときにはエピソディックな非地震性すべりが発生することが明らかになった.

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