(1) 青い地球の地震学

太平洋を１日かけて横断する2010年チリ津波や2011年東北沖津波の精密解析から，固体地球と海洋が弾性的・重力的に結合し，津波の伝播速度がこれまでの重力場不変・非圧縮海水・剛体海洋底の仮定で伝播する従来の津波速度よりも1-2%低下していることと，津波初動が遠地では反転することが明らかとなった．重力場変動・圧縮性海水・弾性固体地球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た．その波形計算法を2014年チリ地震（Mw8.1）津波に適応し，太平洋全域の遠地津波波形を使った断層滑り分布が求めた．津波波形を使うと，地震波とは異なり，仮定する断層破壊伝播速度によらず安定した滑り空間分布が求まることが判明した．一方，従来の遠地津波波形を使って推定された断層滑り域は，伝播速度の誤差により，陸側に系統的にずれていたことも判明した．

　「ふつうの海洋マントル計画」で2010年6月に北西太平洋に設置し，2011年11月と2012年8月に回収した4台のOBEMには，東北地震で発生した津波が通過するときに顕著な電磁場変動が記録されていた．これらの記録のアレイ解析により，これらの信号がおよそ海洋長波の速度で伝播することがわかった．さらに電磁誘導の簡単な理論的考察により，津波による誘導電磁場の性質として，鉛直成分の磁場あるいは伝播方向に直交する成分の電場と伝播方向の成分の磁場と比が近似的に伝播速度を与えることを導いた．実際にデータからこれらの比を全ての観測点で求めると，観測海域の推進で予想される海洋長波の伝播速度に一致し，観測された信号が津波に誘導された電磁場であることが示された．さらに電磁誘導の理論に基づき，観測海域での津波の伝播方向の周期依存性や津波の高さの推定を行なった．

(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った．(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った．継続観測によりこの火道系の振舞いが東北地方太平洋沖地震の際，顕著に変化した事が新たにわかった．2014年8月末から，阿蘇山の活動レベルが上がり，11月末にはストロンボリ式噴火に至った．1994年以来20年間の継続的観測網の維持により，阿蘇山に於ける噴火に至る1サイクルの観測が達成された．今後は，広帯域地震観測データ，短周期アレイデータの解析を通し，今回の活動，噴火に至る過程の詳細を明らかにしていく．

(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，間隙流体や堆積物の流動による熱輸送，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研究を行っている．

　南海トラフ海域では，海溝軸付近（トラフ底）における熱流量が，沈み込むプレート（四国海盆）の年齢によらず，場所によって大きく異なることが知られている．この地域性の原因を解明することを目的として，既存のデータが乏しい四国南方のトラフ底における熱流量測定を実施した．これまでの結果と合わせることで，南海トラフ底の広域的な熱流量分布が明らかになり，平均値やばらつきの大きさが，四国海盆形成時の海底拡大方向に対応して変化することが示された．海底拡大過程の変化に対応して海洋地殻内透水層の構造が異なり，透水層内の流体循環に違いが生じて熱流量分布の差をもたらしている，と推測される．海洋地殻内の流体循環はプレート境界付近の温度に影響するため，トラフ底熱流量分布の変化は，地震発生帯の温度構造を反映している可能性がある．

　日本海溝海域では，海溝海側の広い範囲（海溝軸から150 km付近まで）で，太平洋プレートの年齢に比べて高い熱流量が観測されることが判明している．この広域的な高熱流量は，プレートの変形により海洋地殻が破砕されて透水率が増加し，間隙流体循環が発達して深部から熱を効率的に運ぶ，という過程で説明することができる．このモデルを検証し，沈み込むプレート上層部の温度構造と流体分布を明らかにするため，北緯39度付近の海溝海側において，人工電流源を用いた電磁気探査と高密度の熱流量測定を実施した．その結果，海溝に直交する測線沿いに約20 kmにわたって詳細な熱流量分布が得られ，数kmのスケールで熱流量が大きく増減を繰り返すことが明らかになった．この変動は，基盤の起伏や断層とは対応しておらず，海洋地殻深部の不均質構造に起因していると考えられる．