(1) 青い地球の地震学

太平洋を横断するような遠地津波では，従来の予測と比べると伝播時間の遅延と津波初動が反転することが明らかとなった．その原因は津波伝播に伴う荷重による重力場変動・圧縮性海水・固体地球の弾性変形であった．これらの効果を取り入れた簡便・高精度な革新的遠地津波波形計算法を開発し，2010年チリ地震（Mw8.8）津波に適応すると，断層滑り分布は，深海域の遠地のみ・近地のみの津波波形どちらからでも安定して求められることが判明した．旧来の手法により津波波形から求めた滑り分布は，地震波・測地データ等から求めた滑り分布と不整合であったが，新手法で求めた滑り分布は特徴がよく似ている．また，深海域の近地津波波形のみを使って求めた断層滑り分布は遠地津波波形を精度よく予測するなど，著しい津波予測技術の向上が達成された．それら成果は論文として出版された．海洋密度成層の影響を考慮すると，2011年東北沖津波で最も遠くの深海津波計で観測された津波発生から20時間後の津波では，さらに2分程度走時が改善され波形も観測により近づいた．

　2015年5月に発生した鳥島近海地震(Mw5.7)の近傍で展開していた短スパン海底圧力計アレイにより津波が観測され，周波数ごとの波束の到来方向と到達時刻が測定された．新たに開発された分散性津波の波線追跡法により，周波数依存の津波到来方向と到達時刻がほぼ再現された．この破線追跡法と改良Greenの法則により津波波源域の広がりと初期波高を分散性津波波形から推定することが可能となった．

　地震波干渉法を西太平洋に整備されている深海津波計の連続記録に適応し，実際の津波波源がなくとも２観測点間を伝播する長周期海洋表面波の抽出と，その位相速度の測定に成功した．今後，この手法は数値計算によらない津波予測技術として発展が期待される．また，背景津波の波形解析から，背景津波波源の分布が明らかとなり，背景津波の励起機構についての研究の進展が期待される．

(2) 活火山における固体・流体複合過程の観測的研究

火山を固液複合現象の実験場としてとらえ，観測研究をおこなっている．今までのわれわれの研究から火口直下の構造および固液複合系振動システムが解明されつつある阿蘇火山で，将来の噴火に伴う火山性流体の移動をとらえるべく京大・九大・東北大と共同で以下の観測研究を継続的に行っている：(a)広帯域地震ネットワークによる火山性微動のリアルタイム・モニターシステムを整備・維持し，基本周期15秒の長周期微動源（火口直下の火道系内での熱水活動による）のモニタリングを行う．(b)長周期微動の周期・振幅変化から火山浅部流体系時間変化を探る．

　阿蘇山は2014年以降，火山活動活発化が見られたが，継続的広帯域地震観測により長周期微動の卓越周期が，地表活動の活発化に伴って明瞭に変化することを明らかにした．このような時間変化は，2014年11月および2015年9月の噴火に数ヶ月先行してあらわれ，1994年の広帯域地震計による観測開始以来では，最大規模の変化であった．これは火山浅部流体系の状態変化により，火道壁における固液境界波の伝播特性が変化したためと解釈できる．一方，2016年熊本地震前後においては，長周期微動の振動特性に明瞭な変化は見られず，大地震による火山活動への短期的な影響は生じていないことが示唆される．また，2016年10月の爆発的噴火に先行して発生した長周期パルスの振動源位置やその放射特性が，1990年代中盤やその後の静穏期に観測された長周期微動のものとほぼ等しいことを明かにした．1994年以降の継続的観測により阿蘇山の一連の活動サイクルをとらえることができたため，今後は噴火活動の詳細を明らかにするとともに，活動推移の検討を進める．

(3) 海溝周辺における間隙流体流動と熱輸送過程の観測的研究

海洋プレートが沈み込む場である海溝の周辺地域において，地下からの熱放出量（熱流量）を測定することにより，地殻や堆積物中の流体移動による熱輸送，それがプレート境界面の温度構造に与える影響についての研究を行っている．

　日本海溝海域では，海溝海側のアウターライズ上において，太平洋プレートの年齢に比べて高い熱流量が観測されている．この広域的な高熱流量は，沈み込みに伴う変形で海洋地殻が破砕されて透水率が増加し，地殻内の流体循環が発達して深部から熱を汲み上げる，というモデルで説明できる．より海溝軸に近い海溝海側斜面では，正断層が顕著に発達しており，断層に沿った流体流動が起きている可能性がある．これを調べるため，海側斜面で高密度の熱流量測定を行ったところ，断層近傍で短波長の変動が得られた．この結果は，正断層の発達によって熱・流体の流動パターンが変化することを示唆しているが，断層との関係を明らかにするには，さらに測定データを増やす必要がある．

　南海トラフ海域については，海溝軸付近（トラフ底）における熱流量が，紀伊半島南方で東西に大きく変化することに着目し，海洋地殻上部透水層内での流体循環を含めた熱モデル計算を行った．その結果，海洋地殻の透水率が等方的でなく，透水率の値と異方性がともに東西方向に変化するとした場合に，観測される熱流量分布を説明できることが示された．この透水率構造の変化は，沈み込むフィリピン海プレート（四国海盆）形成時の拡大方向変化に対応しており，プレートの形成過程に由来する構造が沈み込み帯の温度構造に影響する可能性を示している．

　上記の例を含め，沈み込むプレートの構造や，海溝海側での構造の変化を明らかにすることは，沈み込み帯に対する境界条件（インプット）を知るために重要である．この観点に立って，共同利用研究集会や日本地球惑星科学連合大会でのセッションを開催し，沈み込む前に海洋プレートに生じる変化とその影響について，幅広い分野の研究者による情報交換と議論を進めている．