(1)課題番号：0108

(2)実施機関名：東京大学地震研究所

(3)課題名：プレート境界付近で進行する準備過程に関する観測研究

ＩＩ．ケーブル式海底地震計と繰り返し観測による地殻活動の把握

(4) 本課題の5ヵ年計画の概要とその中での平成13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：１．（２）準備過程における地殻活動

(4-2) 関連する「建議」の項目(建議のカタカナの項目まで)：

１（１）ア・イ，１（２）ア，１（３）イ，２（１）イ，２（２）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：プレート境界におけるカップリングの時空間変化を明らかにする上で基礎となる地殻活動の詳細を，主に海底地震観測により明らかにした．

(5)　平成13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：

（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，（２）−２−２東海・南海，十勝沖・釧路沖

(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：

２．「準備過程における地殻活動」研究計画，（１）プレートカップリングの時間変化の解明

(5-3) 平成13年度に実施された研究の概要：

・能登半島沖から大和碓にかけての日本海に，長期観測型海底地震計と広帯域地震計を計４台設置した．設置は，平成13年度９月から10月にかけて行われた東京大学海洋研究所淡青丸KT01-15次研究航海にて行った．また，石川県舳倉島観測点の地震計をグラルプ社CMG-3T広帯域地震計に交換し，また，高品質なデータ伝送が行えるように，衛星テレメータを導入した（図１）．これは既存の陸上観測網と組み合わせた十字アレイ観測計画の一部であり，日本海側においてプレート境界域に発生する地震を観測することにより，プレート収束域の広域な地殻活動を把握することができる．

・三陸沖において，５台の長期観測型海底地震計を平成12年度に設置し約１年間の連続観測を行っていたが，平成１３年度に全台回収した．一方，三陸沖で進捗中の海底掘削孔内地震地殻変動観測は，観測システムの整備を行い，傾斜及び広帯域連続地震観測を開始した．これらの観測により，三陸沖プレート境界域における地殻活動を明らかにしつつある．

・鹿児島県奄美大島付近に自己浮上式海底地震計を設置し，高密度機動観測を実施した（図２）．この観測には，鹿児島大学水産学部敬天丸を利用し，北大，東北大，九大，鹿児島大と共同研究である．観測期間は４月から６月にかけての約２ヶ月であり，プレート境界及びプレート境界域陸側上部における詳細な地震活動，地殻活動の把握を進めた．

・平成11年度に行った九州西方海域における自己浮上型海底地震計と制御震源を用いた最上部マントル・地殻構造の解析を進め，プレート沈み込み域背弧側の詳細な最上部マントル・地殻構造を決定した（図３，４）．この実験は，九大，東大海洋研，東北大，千葉大との共同研究として行われたものであり，測線長は約300km，使用した海底地震計は20台，制御震源にはエアガンと爆破を用いた．エアガンの発震は，東京大学海洋研究所淡青丸により行われ，同時にマルチチャンネル反射法地震探査も実施した．

・平成12年度に行った山陰沖対馬海盆海陸境界域における自己浮上式海底地震計とエアガンを用いた構造探査実験の解析を進め，詳細な海陸境界域の地殻構造を求めた（図５，６）．この実験は，山陰沖から日本海対馬海盆にかけての長さ約100kmの測線上に６台の自己浮上式海底地震計を用いて，行われた．実験には東京大学海洋研究所淡青丸を用い，千葉大，東北大との共同研究である．

(5-4) 「平成13年度の到達目標」に対する成果の概要：

・三陸沖の海底地震計による長期地震観測および鹿児島県奄美大島付近における臨時微小地震観測は，プレート間カップリングとの関係を調査しつつ，現在解析を行っている．三陸沖の海底掘削孔内観測点のデータは平成15年度に回収される予定である．

・日本海側で開始した十字アレイ観測は，長期観測型海底地震計と広帯域地震計は平成15年度中に回収される予定である．一方，石川県舳倉島観測点からの広帯域地震データは，順調に地震研究所にテレメータされており，データの蓄積に努めている．

・九州西方海域における構造探査では，上部地殻は二層に分けられ，第一層の上面のP波速度は3.0〜4.9km/sと水平方向に大きく変化している．この層の下面のP波速度は4.2〜5.3km/sである．第二層として，上面のP波速度が5.6〜5.9km/sの層が存在し，その層厚は3〜9ｋｍと変化が大きい．下部地殻の上面のP波速度は6.5〜6.7km/sである．モホ面の深さは海面から約26kmと求められ，マントル最上部のP波速度は7.7〜7.8km/sである（図４）．これらからは，地殻浅部は水平方向に不均質であり、九州西方海域で活発なテクトニクスが働いている事を示唆しており，琉球島弧におけるプレート境界域背弧側で地殻活動を推定することができた．

・山陰沖対馬海盆海陸境界域では，島弧側の厚い地殻から，背弧海盆域での薄い地殻に移り変わる様子を明らかにすることができた（図６）．Ｐ波速度6km程度の上部地殻下部が海盆域につれて薄くなり，堆積層が厚くなること，Ｐ波速度6.8km/s程度の下部地殻の厚さは測線全体に渡って余り変化しないことが特徴である．これらの特徴は，プレート沈み込みに伴う広域の地殻活動を表していると考えられる．

(5-5) 共同研究の有無：

北海道大学，東北大学，千葉大学，東京大学海洋研究所，海洋科学技術センター，九州大学，鹿児島大学との共同研究

(5-6) 平成13年度の成果に関連の深いもので、平成13年度に公表された成果：

中東和夫，篠原雅尚，塩原肇，金沢敏彦ほか９名，海底地震計を用いた九州西方東シナ海における上部マントル−地殻地震波速度構造，地球惑星科学関連学会，A5-008，2001

中東和夫，篠原雅尚，塩原肇，金沢敏彦ほか９名，海底地震計を用いた九州背弧の地殻深部構造調査，京都大学防災研究所研究集会　「フィリピン海スラブの沈み込みと島弧，25，2001

Nakahigashi, K., M. SHinohara, H. Shiobara, T. Kanazawaほか９名, Crustal Structure of Northernmost part of Okinawa Trough by Ocean Bottom Seismographic Observation, American Geophysical Union Fall Meeting, T52A-0927, 2001
Sato, T., M Shinohara, T Kanazawaほか６名, Seismic velocity structure of the margins of the southern and southeastern Tsushima Basin in the Japan Sea using ocean bottom seiemometers and airguns, American Geophysical Union Fall Meeting, T52A-0926, 2001

(6) この課題の実施担当連絡者

氏名：金沢敏彦

電話：03-5841-5780

FAX：03-5841-8265

E-mail：kanazawa@eri.u-tokyo.ac.jp