地震発生準備過程の最終段階において活性化すると思われる物理・化学過程のモデルを構築しその妥当性を検証するためには，(ア)前駆現象の発現機構に関する観測研究 ，(イ)前駆現象検出のための技術開発，(ウ)前駆現象の発現メカニズムを解明するための実験的・理論的研究，を進める必要がある．但し，多くの現象が連続的に最終段階に移行するだけでなく，必要な観測項目や観測技術などは「準備過程」と大きな差がないため，(ア)の一部は「準備過程における地殻活動」において，(イ)の一部は「観測技術開発」において実施されることになっており，「直前過程における地殻活動」はそれらの研究と有機的に連携させながら進めていく必要がある．平成13年度は(A)震源核に関する実験的研究，(B)電磁気的手法および測地学・水文学・地球化学的手法による地殻活動観測研究を重点課題として継続する．

 

(A) 震源核に関する実験的研究

　破壊核の定量的モデリングに関して基礎的な制約を与えることを目的とし，また破壊核の検出法を開発するため，以下のような実験研究を行なう．

 

 (A-1) 破壊構成則

1)脆性−塑性遷移領域における構成関係，2)構成関係の地震発生場環境要因依存性，および3)歪速度依存性の評価を進める．

 

(A-2)破壊に伴う電磁気シグナル発生メカニズムの解明

平成12年度には流動電流(電位)係数・透水率・ダイラタンシーなどが，環境条件（岩石の種類・封圧・間隙圧など）にどのように依存するのかを明らかにした．測定された電磁気信号から，破壊過程がどこまで進行しているかなどの情報を引き出せるような定量的モデルの構築を13年度は目指す．また，流動電流(電位)係数などの温度依存性を調べるため，現有設備でも達成可能な100℃程度までの中高温室内実験を行なう．

 

(A-3) すべり破壊核形成過程のモニタリング手法の開発

　模擬断層面に弾性波を能動的に照射したときに観測される，透過波動データをより詳細に検討し，前兆的なすべりのメカニズムを解明する．この手法をガウジを挟んだ断層に応用するための準備実験を行なう．具体的には，ガウジを挟む層の波動透過率を確認し，ガウジの粒度分布・含水率などの構成要素と波動透過率との関係を調べる．

 

(A-4) アスペリティの相互作用の研究

　断層面上に複数個のアスペリティを生成させて固着すべり実験を行なうと，破壊核の成長は強度の低い領域で起こる．このとき，隣接する強度の高いアスペリティに応力が蓄積しているときの方が破壊核のサイズが大きくなり，結果的に破壊核のサイズと最終的な破壊領域とに相関関係が生ずる．13年度は，室内実験および数値実験によりその相関関係をさらに詳しく調べ，その結果がどの程度一般化できるかを明らかにする．

 

（B）地殻活動監視の観測研究

 

(B-1)電磁気観測

　伊豆半島・東海地域で，全磁力連続観測，３成分地磁気連続観測，長基線自然電位連続観測，比抵抗構造探査を実施する．全磁力及び地電位については，群発地震活動が最近まで活発であった伊豆半島北東部において，全磁力減少傾向が再び現れるかどうかに注目して研究を進める．可能な限り，観測データのテレメータ化を図ると共に，観測点の整理を行い，観測の効率化を図る．

　マグニチュード６クラスの地震が発生する可能性があり，かつノイズレベルの低い北海道の道東および日高地域においても電磁気連続観測を継続し，地震・地殻活動に伴う電磁気変化を検出する．

 

(B-2) 地殻変動連続観測

　地殻変動連続観測は，短い時間帯域（数分〜数ヵ月）においては，GPSよりも分解能・感度ともにすぐれている．全国のすべての大学関係の横坑による地殻変動連続観測データを共通に比較し，各観測点の「地殻変動S/N比」の評価を行なう．同様の評価を防災科学技術研究所のボアホール観測点および1995年以降増設された大学関係のボアホールデータについても行い，両者の結果の比較から，観測点環境パラメター（地質，土かぶり，湧水など）との関係を見出す．同時に，国土地理院ＧＰＳ観測結果との比較も行なう.名古屋大学が中心になり，開発された高感度歪み計センサーの全国展開を進める．

 

(B-3)ヒンジラインGPS観測とモデリング

　紀伊半島の昭和の東南海・南海地震による隆起・沈降の変換帯を横断し，プレート相対運動に平行な那智勝浦〜十津川測線と日置川〜印南測線でGPSトラバース観測を繰り返す．詳細な変位・歪場の空間的変化を捉え，地殻及び上部マントル構造を取り込んだ数値モデルにより，現在の固着域の下限を推定する．

 

(B-4)地下水・地球化学観測

　昭和の南海地震に先行して地下水の低下が観測された紀伊半島や四国の沿岸部で現地調査を行なう．同時に次の南海地震に向けて地下水の観測が行なえる地点を調査する．南海地震の前の地下水低下はプレスリップによる歪の緩和によると考えられるので，奈良県にある屯鶴峯観測所の坑道内に設けた50ｍのボーリング抗で歪と地下水位の連続観測を開始する．

 地球化学的な観測のためのセンサーの開発の一環として，マントルヘリウム連続測定装置の開発を開始する．