(1)課題番号：０１０１
(2) 実施機関名：東京大学地震研究所
(3) 実施課題名：三陸はるか沖地震域におけるプレート境界の形状・物性と震源過程の比較研究
(4) 本課題の5ヵ年計画の概要とその中での平成12年度までの成果
( 4-1 ) 「地震予知のための新たな観測研究計画の推進について」（以下、建議）の
項目（数字の項目まで、最も関連の深い項目を記入する）： (１) 定常的な広域地殻活動
(4-2) 関連する「建議」の項目 (建議のカタカナの項目まで、複数可)：（１）ウ (２)ア、ウ・エ (３)イ
(4-3) 「5ヵ年計画全体としてのこの研究課題の概要と到達目標」に対する到達した
成果：
（「12年度計画で述べた「期待される成果と地震発生予測におけるその意味」に対す
る成果を明示する」
本計画ではプレート境界のカップリングを地震波速度構造、プレート境界の反射特性、これを用いた境界にある物性の推定を行い、三陸はるか沖地震震源域の現在ある状態を推定し、今後の予測をする。具体的には、５カ年で、三陸はるか沖地震の震源域をテストフィールドとして、そこのプレート境界アスペリテイ分布、地震開始点の推定、物性の特徴を明らかにする。また地震サイクルにおける回復過程と流体の関係を明らかにする。
三陸はるか地震も十勝沖地震も地震開始点と主モーメント解放域の場所が異なる。これは、このような性質が水平的なアスペリテイ分布を作り出すような物性と場に関係した不均質性である可能性がある。すなわち、プレート境界の物性の不均質性を表しているだろう。これを決めている原因として、水とこれによる含水鉱物・含水粘土が重要な役割を担っていると推定される。
平成１０年度は伊豆小笠原沖北緯３１度において観測（図１）行い、伊豆小笠の東西（図２）、南北（図３）の構造を求めた。これから以下の結果を得た。伊豆小笠原ではフィリピン海プレート下に沈み込む太平洋プレートとプレート境界には低Ｐ波速度の物質があり、これは島弧のウエッジマントルが蛇紋岩化した物質と考えられる。低温で安定な蛇紋岩はクリソタイルと呼ばれ、粘土質であり、摩擦係数は０．２と極めて小さく、安定滑りをする事によって伊豆小笠原での浅い大地震を起こしにくくしていると考えられる。また、粘土鉱物の持つ不透水性もプレート境界に流体を閉じこめる役割を果たし、非地震性を加速している可能性がある。
平成１１年度は１９６８年十勝沖地震と１９９４年三陸はるか沖地震の震源域を縦断する測線において、海底地震計と人工震源を用いた観測を行った（図４）。その結果、震源域南側境界の北緯４０゜１０´の南北で地殻の厚さ、速度構造に大きな差があることがわかった。図５に求まった地殻構造を示す。南北での速度差は７％におよぶ。また、地殻の厚さは北側で２１ｋｍ，南側で１５ｋｍである。北緯４１゜１０´は、両地震の震源域の南端にあたる。プレート境界は４０ｋｍに求まった（図６）。プレート境界からの反射強度も不均質であった。速度構造の不均質性と震源域の類似性を説明するいくつかの解釈を行った。地震波速度を遅くする原因として、海山列の沈み込みからの脱水、プレート間地震による破砕状態の変化に伴う流体の移動、ファアアークの火成活動、などが考えられる。フォアアークの火成活動はあっても２２ｍｙ以前の出来事であろう。水の移動は地震波速度の時間的変化を生じる可能性が有り、今後検討を要する。
(5) 平成12年度成果の概要（以下の質問に答える）
(5-1) 「平成12年度全体計画骨子の補足説明 ３．具体的な課題提案の背景」のどの
項目を実施するのか（複数の項目に関係している場合は、主たる項目と、関連した項
目に分けて記入する）：
主たる項目：
(2)
プレート境界におけるカップリングの時空間変化
(2)-2.
テストフィールド
関連した項目：
(2)-1. プレート境界地震の予測
(5-2) 平成12年度項目別実施計画のどの項目を実施するのか（複数の項目に関係して
いる場合は、主たる項目と、関連した項目に分けて記入する）：
主研究域：１．地震発生に至る地殻活動解明のための観測研究
（１）定常的な広域地殻活動
(1) プレート境界域の地殻活動及び構造不均質に関する研究
特に、太平洋プレート境界の構造及びプレート間カップリングに関する観測研究
関連研究域：
(5-3) 平成12年度に実施された研究の概要：
平成１２年度は東京大学地震研究所、海洋研究所、東北大学理学部、千葉大学の共同研究として１２年１０月１４日から同年１１月２５日までの４０日間の間、１９９４年三陸はるか沖地震の震源域において自然地震及び観測点近傍の浅部構造の調査を行った（図７）。用いた地震計は３０台、この内長期型は５台である。
震源については解析中である。浅部の構造に対してＶｐ／Ｖｓを求めた。観測点近傍のＶｐ／Ｖｓは大きく変化していることが分かった。暫定的な震源分布を図８に示す。
(5-4) 「平成12年度の到達目標」に対する成果の概要：
現在解析中である。観測期間自然地震の数は必ずしも多く無かった。大地震の東端と震源位置に注目し解析を進める。
(5-5) 共同研究の有無（機関・グループとの共同研究の場合は、その旨明記し、さら
に観測の場合には、実施予定時期と場所、参加人数概数も明記する）：
平成1２年１０月１４日から同年１１月２５日までの４０日間の間、１９９４年三陸はるか沖地震の震源域において自然地震及び観測点近傍の浅部構造の調査を行った。
地震研究所（６名）
海洋研究所（１名）
東北大理（４名）
千葉大学理（４名）
による共同研究。
(5-6) 平成１２年度の成果に関連の深いもので、平成１２年度に公表された成果（出
版された論文、学会大会等での発表、会議報告等を科研費の申請書に倣って書く「著
者名、論文名、学協会誌名、巻(号)、最初と最後のページ、発表年(西暦)、著者名が
多数にわたる場合は、主な著者を数名記入し以下を省略」）
藤江剛、笠原順三、日野亮太、佐藤利典、篠原雅尚、三陸沖プレート沈み込み帯における不均質地殻構造と地震活動度—地震波反射強度分布と地震活動度との関係—、地学雑誌、１０９（４）、４９７−５０５，２０００．
上村彩、笠原順三、日野亮太、篠原雅尚、塩原肇、金澤敏彦、プレート沈み込みにおける水の意義と伊豆・小笠原海溝のserpentineダイアピルを横切る速度構造、地学雑誌、１０９（４）、５０６−５１６，２０００．
上村彩、笠原順三、篠原雅尚、日野亮太、塩原肇、他、伊豆小笠原における陸側斜面域下の沈み込み構造の地震学的調査（その１）、地惑関連合同学会、Ｓｅ−Ｐ００８、２０００．
早川正亮、笠原順三、佐藤利典、日野亮太、篠原雅尚、他、人工地震観測による三陸沖地殻構造の推定（序報）、地惑関連合同学会、Ｓｊ−Ｐ００２、２０００
上村彩、笠原順三、篠原雅尚、日野亮太、塩原肇、他、北緯３１度伊豆・小笠原海溝における蛇紋岩火したマントルと沈み込みプレート境界、地震学会秋期大会、Ａ４８，２０００．
早川正亮、笠原順三、佐藤利典、日野亮太、篠原雅尚、他、海底地震観測から分かった１９６８年十勝沖、１９９４年三陸はるか沖地震域の南西端に存在する地殻の不連続構造、地震学会秋季大会、Ａ４６，２０００．
Kamimura, A., Kashara, J.,
Shinohara, M., Hino, R., et al., Serpentinized mantle and subducting plate
boundary in the Izu-Bonin Trench at 31degree N., , AGU abstract, 2000 Fall
Meeting, EOS, , S21A-20, 2000.
Hayakawa, T., Kasahara, J.,
Hino, R., Sato, T., et al., Discontinuous seismic structure existing beneath
the south edge of 1968 Tokachi-Oki earthquakes and 1994 Sanriku-Haruka-Oki
earthquake aftershock areas revealed by the seismic refraction/reflection
study, AGU abstract, 2000 Fall Meeting, EOS, S21A-17, 2000.
(6) この課題の実施担当連絡者
氏名：笠原順三
電話：０３−５８４１−５７１３
FAX：０３−５６８９−７２３４
E-mail：kasa2@eri.u-tokyo.ac.jp
