(1)課題番号：1104
(2)実施機関名：九州大学・大学院理学研究院
(3)課題名：伸張場島弧における歪・応力蓄積過程の解明
(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.地震発生に至る地殻活動解明のための観測研究の推進
(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. (2)イ・エ
1. (1)ウ
(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：
5ヵ年において伸張場島弧，特に別府―島原地溝帯中西部に位置する布田川-日奈久断層のローディング機構モデル化のため，媒質の性質や境界条件推定を20km程度以下のスケールで行うことを目指す．この地域は地震活動度が高く，火山活動も活発なことからマグマなどの地殻内流体が密接に地震発生に関与している可能性が高い．このため，同スケールの速度,減衰構造の把握，GPSなどによる歪速度分布の推定を行う必要がある．速度，減衰構造から，非弾性的性質の寄与を仮定して地殻の変形に対する影響を考察する．また，地殻中の弱面は変形集中に大きく影響することから，弱面と密接に関係する地殻内反射面や
散乱体分布を求めてゆく．これらは数キロ〜数百メートルのスケールの不均質であり，分布推定には稠密な地震観測網や地震計アレイ観測が必要となる．平成11年度は日奈久断層北端に臨時地震観測点を4点展開し，この周辺の地震活動を詳細に見積もるためのデータ蓄積を開始した．これによって断層周辺の震源分布および発震機構が詳細にもとまるようになった．平成12年度以降は布田川-日奈久断層において稠密な臨時地震観測点の展開，GPS観測を行う．また，地震計アレイ観測設備を複数導入し，散乱体の分布形態を推定する．一方，絶対重力測定や電磁気観測も併せて実施し，地殻内流体の挙動と地震発生との関係も解明したい．これらによる媒質の各種状態,境界条件を求め，第1近似的なモデル化の条件整備を目標としたが，現状はアレイ観測設備の導入がなされていない．また，布田川-日奈久断層系でだけでなく内陸地震発生域である，鳥取県西部においてアレイ観測を行い，不均質構造検出を行った．
(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：
(3) 内陸活断層周辺における不均質な応力・歪場の成因
(3)-1. 個々の断層への応力蓄積過程
(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：
「準備過程における地殻活動」研究計画（２）
(5-3) 平成13年度に実施された研究の概要：
日奈久断層系近傍において臨時地震観測点（テレメタ-観測点2点，現地収録点8点）を展開し，10点の臨時観測点を展開してデータ収録を行っている．
地震観測で得られた記録では地殻中の反射面からの反射波が検知された．これらの反射波のうち，顕著に振幅が表れるものの走時から最小二乗法を用いて反射面の位置決定を行った．この結果，反射面は日奈久断層にほぼ並行する走向を持ちかつ45度以上の傾斜角を持つ,非常に高角な反射面であることが明らかになった．
従来東北日本弧で検出されている反射面は比較的低角のものがほとんどであり，これら高角の反射面は，九州地域に働く広域応力場（張力場）を反映していると考えられる．さらに，複数の高角反射面の存在は，活断層として地表に現れているもの以外にいくつも同様の不均質がこの地域に存在していることを示しており，このことは地震発生の準備過程の研究を進める上で重要な境界条件を示唆している．
(5-4) 「平成13年度の到達目標」に対する成果の概要：
13年度現在，日奈久断層系近傍において臨時地震観測点（テレメタ-観測点2点，現地収録点8点）を展開し，10点の臨時観測点を展開してデータ収録を行っている．また，日奈久断層の現在の状態を知るため，断層に直交する方向に11点でGPS測量を12年度，13年度各1回ずつ行った．
地震観測で得られた記録では地殻中の反射面からの反射波が検知された．昨年度からの解析の結果，これらの反射波の走時から，反射面は日奈久断層にほぼ並行する走向を持ちかつ45度以上の傾斜角を持つ,非常に高角な反射面であることが明らかになったが，今年度は地震活動度の低下，配分予算の関係上，従来得られている反射面の推定精度向上のための観測はなしえなかった．一方2回のGPS測量の結果，日奈久断層は1年間で検出可能な程度の顕著な変動は示していないことが明らかになった(図1)．これは検出精度の範囲で断層が弱面としてふるまい，準静的に滑ってはいないことを示している．
13年度は，2000年10月から2ヶ月間，防災科学技術研究所と共同して鳥取県西部地震震源域で行った地震計アレイ観測データの解析を行った．この観測は自然地震，人工地震を収録して内陸地震発生域下の不均質構造を求めるために行った．この研究において，地震計アレイ観測波形から地殻不均質の強度を示す散乱係数を求める手法を開発した．この手法によって鳥取県西部地震震源域下，深さ10km-20km程度に散乱係数の高い領域が点在することが示された．また，深さに伴って平均的な散乱係数が増加することを示し，下部地殻が非常に不均質であることを明らかにした(図2)．
(5-5) 共同研究の有無：
防災科学技術研究所と鳥取県西部地震震源域アレイ観測データの解析を共同で行った．
(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
１）松本聡・小原一成・木村 尚紀・中村めぐみ，アレイ観測に基づく鳥取県西部地震震源域周辺における地殻内散乱体分布のイメージング，2001年地球惑星科学関連学会合同大会，2001．
２）松本聡・小原一成・木村尚紀・中村めぐみ，アレイ観測に基づく鳥取県西部地震震源域周辺における散乱係数推定の試み，地震学会講演予稿集，2001．
(6) この課題の実施担当連絡者
氏名：松本 聡
電話：0957-62-6621
FAX：0957-63-0225
E-mail：matumoto@sevo.kyushu-u.ac.jp
********* 図の説明 **********
図1. KM06を固定点としたGPS測量による変位ベクトル．
図2.鳥取県西部周辺域における散乱強度分布
