(1) 課題番号：

    0501.4

 

(2) 実施機関名：

    東北大学大学院・理学研究科

 

(3) 小課題名：

    津波地震の発生機構の解明

 

(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」の項目：

    1．地震発生に至る地殻活動解明のための観測研究の推進

    (1) 定常的な広域地殻活動

 

(4-2) 関連する「建議」の項目：

    1. (1) イ・ア，(2) ア

 

(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：

　三陸沖では，地震はクラスター状に発生しており，このクラスターと低周波地震と津波地震の関係を解明することが，研究の主たる方向性である．波形の相似性の解析から，津波地震の震源域と考えられる三陸沖の海溝軸近傍については，多数の相似地震が見つかった．GPS 観測から得られた結果では，この付近は弱く固着しているという結果が得られているが，相似地震解析の結果はこれと調和的である．

　この解析結果は，この付近ではプレート境界が多数の小さなアスペリティのみで固着しているとした当初の仮説を支持している．しかし，当初，このクラスターの地震はすべてプレート境界での小さなアスペリティの破壊によるものと考えていたが，相似地震ではない地震も多数存在していること，海底地震観測によってプレート内部に多数の微小地震が発生していることも判明したことにより，小さなアスペリティとそのまわりの地震活動の関連について，さらに解明しなければならなくなった．

　今後，上記の問題意識のもと，プレート内部への分岐断層の存在の可能性も含めて，津波地震と背景の地震，低周波地震，相似地震との関係について，仮説検証型の研究を進めていく予定である．

 

(5)　平成12年度成果の概要

(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：

● 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

  (2)-2-1. 三陸沖

● 関連する項目：

  (1) 広域応力場の形成メカニズム

  (1)-2. 境界条件

  (1)-2-1. 日本列島の東・南側の境界条件

 

 

(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：

● 主たる項目：

  1．「定常的な広域地殻活動」研究計画

  (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

● 関連する項目：

  2．「準備過程における地殻活動」研究計画

  (1) プレート間カップリングの時間変化の解明

 

(5-3) 平成12年度に実施された研究の概要：

　プレート境界付近に発生する地震波形の相似性に注目し，相似地震の時空間分布の推定を行なった．その結果，相似地震は三陸沖に多く発生し，宮城・福島県沖や1994年三陸はるか沖地震の震源域には少ないことがわかった．相似地震がプレート境界での小さなアスペリティの繰り返し破壊によって生じていると解釈すると，相似地震の少ない領域ではカップリング域が広く存在していることになる．このような観点から見ると，相似地震解析の結果は，GPS データによるカップリング域の推定結果と調和的である (図1)．

　三陸沖の海溝軸近傍には多数の相似地震が発生しており，この付近では，プレート境界は基本的にカップリングが弱く，多数の小さなアスペリティのみで固着していると考えられる．プレート境界でゆっくりとしたすべりが発生した場合，相似地震活動が活発化すると期待されるため，この解析により，スロー地震の発生を検知できる可能性が高い．このスロー地震のやや高速な破壊が津波地震であると今のところ考えられるが，その仮説の検証が必要である．また，その仮説が正しいとしても，そのすべり速度の違いが何に起因するのか，また，そもそも，そのようなスロー地震が何にトリガされるのかを解明することが今後の重要な課題である．

 

図1：  相似地震解析により推定されたプレート境界におけるすべり速度分布と，西村 (2000) による GPS 観測データから推定されたすべり速度分布との比較．

       相似地震解析：丸は相似地震群の位置を示し，その積算すべり量から推定された平均すべり速度を丸の色で示す．解析に用いたのは，1992年4月〜2000年7月のデータ．太線は，Igarashi et al. (2001) によって推定された，カップリング域の西縁を示す．

       GPS解析：コンターは，GPS 解析による西村 (2000) の結果であり，赤色がバックスリップ，青色がフォワードスリップの領域を示し，コンター間隔は， 2cm/yr である．矢印の大きさはすべり量の大きさを示す．日本海の棒グラフは，GPS データインバージョン時に仮定した開口割れ目の位置と求められた開口量を示す．解析に用いたのは，1996年4月〜1999年3月のデータ．

 

(5-4) 「平成12年度の到達目標」に対する成果の概要：

　12年度までに観測点の広帯域化をはかり，低周波地震の高精度震源決定を行なう予定であった．現在までに，予定の 80% 程度の観測点の広帯域化は完了した．雪溶けを待って，残りの観測点の広帯域化を行なう予定．震源決定の手法の開発に関しては，予定より遅れており，13年度前半までに行なう予定．

 

(5-5) 共同研究の有無：

　なし．参加人数は約6名．

 

(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

五十嵐俊博，東北日本弧におけるプレート沈み込み過程 −小地震データ解析に基づく解析−，東北大学博士論文，116pp，2000．

五十嵐俊博・松澤暢・長谷川昭，東北日本弧に発生する相似地震群の時空間分布，日本地震学会秋季大会講演予稿集，A47，2000.

Igarashi, T. T. Matsuzawa, N. Umino and A. Hasegawa, Spatial distribution of focal mechanisms for interplate and intraplate earthquakes associated with the subducting Pacific plate beneath the northeastern Japan arc: A triple-planed deep seismic zone, J. Geophys.  Res., 106, 2177-2191, 2001.

 

(6) この課題の実施担当連絡者

氏名：松澤 暢  電話：022-225-1950    FAX：022-264-3292

e-mail：matuzawa@aob.geophys.tohoku.ac.jp