平成13年度の「準備過程における地殻活動」計画

「準備過程における地殻活動」計画推進部会

平成13年1月10日

　大地震に至る準備過程の解明のためには，プレート間相互作用によって供給された 応力がどのように断層に伝えられて地震を発生させるのか，そのプロセスを詳細に明らかにする必要がある．ここでは下記の３項目の分類による計画を推進するが，これらはいずれも，他の推進課題と密接に結びついているものである．平成11〜12年度の研究成果を踏まえ，平成13年度からは本格的に時間変化の研究を推進する．

(1) プレート間カップリングの時間変化の解明

　プレート境界における余効すべりや準静的すべりの定量的把握，カップリング域の特定，カップリングの時間変動とそのメカニズムの解明は，応力の供給源の情報として基本的に重要である．プレート間カップリングの時間変化の解明のために対象とする領域としては，三陸沖が最も効率が良いと考えられるが，その他に十勝・根室半島沖，東海〜南海，日向灘，南西島弧地域などにおいても，「定常的な広域地殻活動」の計画によって実施される観測とも密接な連携をとりながら研究を推進する．これまでの成果として，三陸沖のカップリングの分布についてはある程度明らかになり，東海地域ではカップリングの時間的ゆらぎが存在することが判明した．13年度には他の領域についての事例研究を進めるとともに，カップリングの空間分布を規定する条件や，カップリングの時間変動の原因を明らかにするための研究を進める．

　三陸沖プレート境界の相似地震の解析から，年間あたりのプレート境界のすべり量が，プレート境界深部では他の領域に比べて大きいという結果が得られたので，13年度にはその有意性を検証する．また，発生が予測されている釜石沖のM5程度の地震を加速度計アレイや広帯域地震計等で観測することにより，特異な地震クラスターの成 因の解明をはかる．

　三陸沖と同様の性質を持つと考えられる日向灘周辺についても，三陸沖の経験を生かしながら，比較研究を推進する．日向灘では多数の正断層型地震の発生が明らかになったので，同地域における発震機構の精査を引き続き行い，正断層型地震の空間分布の特徴を明らかにする．

　その他に，日本海から伊豆・小笠原に至る海域において，長期観測型海底地震計と島嶼観測点による観測網を構成し，陸域観測網とを組み合わせて十字アレイ観測を行い，広域な地殻活動の把握を進める．南西諸島海域では，自己浮上式海底地震計による高密度機動観測を実施して，地殻活動の理解を進める．

　余効変動を精度良く把握することは，準備過程を把握する上でも重要であるため，平成11年度に大地震が発生した北アナトリアや台湾においても，観測を継続する．

　カップリングの時間変化を追うためには，内陸の観測データを活用するしかないが，東海地域については，辺長測量データや水準測量データに４〜５年周期のゆらぎが同期して存在していることがわかってきた．さらに，GPSから求めた上下変動でも，駿河湾西岸沿いの沈降パターンが明瞭に検出され，GPSの上下変動データが解析に使用できる目途がつきつつある．13年度には，最近30年間における地殻変動観測データに基づき，駿河・南海トラフ域における時間的なゆらぎを考慮したプレート間カップリングモデルを検討する．

　東海地域では，1998年来地震活動の静穏化が現れており，カップリングが従来とは異なるステージに入った可能性が指摘されている．現在の状況が大破壊への準備過程を示している可能性もあることに留意しつつ，13年度においては，静穏化現象のモデル化を行って定量的に議論することが重要である．

(2) 地震多発域へのローディング機構の解明

　プレート間相互作用を起源とする応力が，内陸やプレート境界の特定の領域に集中して地震を発生させる機構（ローディング機構）の解明が必要である．そのためには，プレート間カップリングの時間変化の影響と内陸の非弾性変形の影響を正しく分離することが不可欠となる．上記目的のためには地殻応力を正しく測定する必要があり，現在の応力測定手法の改善，野島断層以外の断層に関する岩石試料の調査と測定，応力テンソルインバージョンによる観測結果の充実を図る．また，多項目・集中的な観測から，地下構造の不均質性の分布と応力集中の関係を解明する．

　稠密地震観測データを用いたトモグラフィーによるVp/Vs構造や，詳細なb値の空間分布から，東北地方中央部などにおいては，マクロな不均質性はある程度明らかになってきた．13年度においても，マクロな不均質分布の研究を推進して，特に非弾性的性質の不均質分布を広域に明らかにしていく必要がある．フィールドとしては，糸魚川-静岡構造線を含む中部山岳地帯の観測を充実させる．この地域では非弾性変形が他の地域よりも大きい可能性が高い．特にクリープしていることが指摘されている跡津川断層と，1984年の地震の後も微小地震活動が活発な長野県西部の観測を継続・充実させ，この周辺の応力・歪場の時間変化を推定し，地殻の塑性変形と断層への応力集中のメカニズムの解明を進める．

　その他のフィールドとしては，地震活動が活発で，かつ近い将来の大地震が危惧されている弟子屈・屈斜路地域，岩手・秋田県境〜宮城県，花折断層周辺，別府-島原地溝帯における観測を強化し，異なった環境にあるそれぞれのフィールドの結果を相互比較する．また「地殻活動シミュレーション」によって推進される計画とも連携して，地震発生域へのローディング機構のモデル開発を行う．

(3) 断層およびその周辺の微細構造と地殻流体の挙動の解明

　ローディング機構の理解に基づき，大地震に至る過程を解明するためには，断層およびその周辺の微細構造，歪や応力の集中過程を調べることが必要である．そのためには最新活動時期や断層の成熟度の異なる断層，現在も微小地震活動が活発な断層において，総合観測を行うことが望ましい．また，地震のトリガや群発地震の発生に寄与すると考えられる地殻流体の分布と挙動を調べることも重要である．

　このような観点から，平成13年度においては，鳥取県西部，跡津川断層，王滝地域，長町-利府断層，花折断層，鹿児島県北西部における総合観測を重点的に行ない，地震の震源過程や応力場の推定を行う．また，構造的地震活動ではないが，火山の周辺は地殻流体の影響が顕著に現れると期待されるため，地震活動が活発な伊豆や岩手山周辺の観測を継続し，地震波散乱体の位置を推定する．

　これまでの断層周辺での応力測定から，アスペリティの近傍に特化した観測の必要性が示唆されている．また，アスペリティの破壊の準備段階として，強度回復・応力蓄積過程が存在することも示されている．最近活動した断層において詳細な観測を行うことは，アスペリティ領域の特定とアスペリティの強度回復過程を明らかにする上で有効である．そこで鳥取県西部地震震源域では，衛星テレメターによる臨時地震観測を実施する．また，台湾においては余震観測を継続して，地震活動の推移と，余震を用いた地殻構造の推定を行う．野島断層においても総合観測を継続し，トラップ波やS波偏向異方性の解析等により，断層の回復過程を詳細に調べる．また，野島断層における注水実験の解析を進め，水の移動の検出可能性を検討する．

　鳥取県西部地域では，本震発生前にモホ面近傍の低周波微小地震が発生していたことが指摘されており，地殻流体の存在が強く示唆される．この他にも，地震波の反射面や低周波地震の分布，低周波地震と大地震の時系列的な関係，Vp/Vs構造や比抵抗構造など，地殻流体の分布と挙動を示唆するような観測事例が多く得られてきた．上記地域においては，地震波反射面・減衰・異方性・散乱体の分布等を詳細に調べ，地殻流体の実態の解明を進める．

　地殻流体については電磁気的観測が重要であるため，鳥取西部地震震源域ならびに隣接する島根県東部に存在する地震の空白域において，広帯域MT観測などによる構造調査を行う．千屋断層における電磁気観測も継続する．地殻流体の挙動の解明に有効であると考えられる手法としては，重力観測と地球化学的観測がある．重力観測については三宅島・神津島および伊豆周辺でのハイブリッド測定を繰り返す．地球化学観測については王滝地域を重点的に観測する．

　一方，観測のみならず，断層の最新活動時期や成熟度の違いと地震活動の関係の解明や，流体の移動と地震発生の相互作用の解明のために，「地殻活動シミュレーション」によって推進される計画とも連携して，モデルの構築をはかる．