平成14年度「直前過程における地殻活動」計画

「直前過程における地殻活動」計画推進部会

平成13年１月10日

 

地震予知研究において，計算機によるシミュレーション研究は今後ますます重要な位置を占めると考えられる．それが十分な予測能力を持つためには，破壊の素過程を理解した上で，地震発生場における不均質断層上の構成法則（関係）の空間分布を物理的・地学的に正しく把握する必要がある．その意味で室内実験の重要性は増している．とくに(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歪速度依存性，(3)不均質な場でのアスペリティの相互作用を明らかにすることが重要である．

　室内実験の空間スケールは現実の地震発生ゾーンのそれとは非常にかけ離れているから，室内実験で得られた知見が実際の地震発生と結びつくのか、常に野外観測による検証をおこなうべきである．したがって地震発生ゾーンの温度条件下での室内実験により震源核に関する定量的モデルを提示し，それを地震活動度の高い地域や巨大地震が想定される地域での野外観測によって検証することが重要である．例えば，地震発生直前に生じていると考えられる地下間隙水の流動・応力変化・温度変化・同位体変化を，電磁場の時間変化（流動電位・ピエゾ磁気効果・熱磁気効果）を室内実験および野外観測の両面からつめることが効果的と考えられる．　シミュレーションと野外観測の連携も推進すべきである．海溝型巨大地震についてはシミュレーションが始められているので，そこから得られる知見を指針にした野外観測を行なったり，逆に野外観測のデータ同化によるシミュレーターの改良を行なったりすることが有益である．断層固着領域の変化やプレスリップが発生するとすれば，陸上部ではヒンジライン付近で歪の変化および地下水位あるいは間隙水圧の変化が観測されると考えられる．

　以上の観点から、14年度計画では以下の課題を実施する．

 

(A) 震源核に関する室内実験

(A-1) 高圧高温岩石破壊装置を用いて，構成法則の地震発生場環境依存性を定量）的に評価するための実験を継続する．特に間隙水存在下での歪速度依存性やヒーリング過程を明らかにする．

(A-2)流動電流(電位)係数などの温度依存性を，実際の震源域の温度範囲で調べられるように装置の整備を行なう（現時点では１００℃が限界）．

(A-3) ガウジを挟む層の滑り実験と波動透過実験．現実の断層により近づけるために，ガウジを挟む層について透過波動の変化が検出されるかどうかを室内での滑り実験で明らかにする．スティックスリップが起きる条件を調べた後，前兆的すべりが起こっていることの確認とガウジのミクロな挙動の観察ならびに波動透過実験をおこなう．

(A-4) 大型試料による室内実験と数値実験により，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ための条件を明らかにし，破壊核形成から動的破壊の停止までの過程のモデリングを行う．

 

（B）野外観測

(B-1)電磁気観測

　北海道の道東部，日高地域および伊豆半島・東海地域に展開している多点の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。特に，ボアホール磁力計の実用化や，飛翔体を用いた全磁力繰り返し観測技法の実用化を図る。紀伊半島から日本海にぬける地域でNetwork-MT観測を実施するとともに，広帯域MT観測をスポット的に実施し，Network-MTでは解像度を得られない地殻上部の空間解像度をあげた，比抵抗構造モデルを求める.

(B-2)測地・地下水・地球化学観測・

　南海地震の予知を目指して，紀伊半島のヒンジラインを横切るように地理院の観測網を補完したＧＰＳ観測網の繰り返し観測を実施する．さらに，それと連動させた地下水位または間隙水圧の連続観測を開始する．平成13年度に着手する地球化学的な観測のためのセンサー開発の一環として，マントルヘリウム連続測定装置の開発を進める．