(1)課題番号：0402

(2)実施機関名：弘前大学理工学部

(3) 課題名：活断層周辺における短波長不均質構造の解明

(4) 本課題の5ヵ年計画の概要とその中での平成14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」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：

　　(2) イ・ウ・エ

(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：

　内陸地震の発生には地殻内流体の存在や移動が関与していると考えられているが，その実体はまだ十分に解明されていない．この課題は，低周波地震の発生機構の解明と，地震波散乱体を形成する流体の物性の推定を通して，地殻内流体が低周波地震や内陸地震の発生に果たす役割を明らかにすることを目標としている．

　低周波地震の発生機構については，恐山及び恵山地域での深部低周波地震について解析を行った．これらの深部低周波地震については，震源スペクトルが通常の地震のω２乗モデルから期待されるものとは明確に異なること，低周波の主要動を励起する力源としてはsingle forceの可能性が高いことを明らかにした．

　低周波地震の活動に関しては，岩手県内陸北部地震に伴う活動と，十和田付近における活動を調査した．前者については発生時系列を調べ，低周波地震の発生が過渡的な現象であった可能性を示した．十和田付近においては，地殻中部および深部で低周波地震が発生していることを確認した．さらに，地殻中部においては，低周波地震が連続的に発生する場合があることを示した．

　散乱強度分布の推定は岩手山における人工地震のアレイ解析から行った．最高峰の薬師岳付近の深さ10km前後に推定されているダイク及び低周波地震の震源域の両者の底部が，強散乱域になっていることを明らかにした．

(5)　平成14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」のどの項目を実施したのか：

　(4) 地震発生に対する地殻流体の役割

　(4)-1　地殻流体の実体の解明

(5-2) 平成14年度項目別実施計画のどの項目を実施したのか：

　1.「準備過程における地殻活動」研究計画　(3)

(5-3) 平成14年度に実施された研究の概要：

　十和田においては地震活動の特徴把握を継続して行った．低周波地震は地殻中部（深さ10km程度）と地殻深部（深さ25km程度）の２か所に分かれて分布し，深さ5kmを中心に分布する高周波地震の震源域とはオーバーラップせず，震源域の棲み分けがあることを再確認した（図1）．また，臨時地震観測により，十和田西方の小坂付近で発生している低周波地震は深さ約20kmにおいて発生していることを明らかにした．さらに，多変量ARモデルに基づくレシーバ関数解析を行った結果，十和田近傍の深さ10km付近と25km付近に低速度層が存在することがわかり，それぞれが地殻中部及び深部の低周波地震発生域と対応していることが明らかになった（図２）．

　東北地方北部と北海道南部での地震波散乱強度の空間分布を，浅発地震のエンベロープ解析から推定した．その結果，青森・岩手両県の火山フロントの東側や田沢湖付近における散乱強度が強いことが明らかになった．前者の強散乱域は深さ20〜35kmに位置し，この地域でのモホの深さよりもやや浅い．一方，田沢湖付近の強散乱域の深さは20〜25kmで，トモグラフィー解析によって推定されている低速度領域に対応する．

(5-4) 当初設定した平成14年度の到達目標に対する成果の概要：

　当初の14年度の到達目標は，岩手県内陸北部地震の低周波余震の震源時間関数の推定と，同地震断層近傍での散乱波励起効率の空間分布の推定であった．しかし，十和田において低周波地震活動が見つかったことから，当初計画とはやや異なる研究を実施した．

　十和田における重要な成果は，地殻中部及び深部低周波地震発生域が低速度域に対応することを明らかにしたことである．地殻深部低周波地震がモホ付近の低速度域周辺で発生することは，他の火山下においても見られる特徴である．しかし，十和田と同様に地殻中部でも低周波地震が発生している岩手山においては，その震源域は高速度層に対応するので，両地域の地殻中部低周波地震の発生機構は異なる可能性もある．

　一方，散乱強度分布の解析はまだ予備的な段階ではあるが，モホ近傍での地震波散乱強度が空間的に一様な分布をしていないことは確実であろう．火山フロント下のモホ近傍では，プレート境界で生成されて上昇してきたマグマが重力的つり合い状態にあると考えられるので，火山フロントに沿った散乱強度の不均質は，マグマまたはマグマから分化した流体分布の空間的不均質を反映している可能性が高い．

　以上のように，14年度においては，低周波地震の震源分布と地震波速度及び散乱強度の対応関係の一部を明らかにした．これらは当初計画と対象地域こそ違え，その到達目標を包含するものである．

(5-5) 共同研究の有無：

14年度においては無．

(5-6) 平成14年度の成果に関連の深いもので、平成14年度に公表された成果：

相澤信吾・小菅正裕，モホ近傍における地震波散乱特性—東北地方北部及び北海道南部での高密度

観測データの解析—，日本地震学会秋季大会，A58，2002.

相澤信吾，地殻及び最上部マントルにおける地震波散乱強度分布—東北地方北部・北海道南部での

地震波エンベロープ解析—，弘前大学修士論文，83 pp.，2003．

大谷佳子・相澤信吾・渡邉和俊・小菅正裕・田中和夫，十和田湖付近の地殻浅部で発生した特異な

低周波群，地球惑星科学関連学会2002年合同大会，S041-002，2002．

大谷佳子，十和田湖周辺域における高周波地震及び低周波地震活動，弘前大学修士論文，66 pp，

2003．

渡邉和俊・大谷佳子・小菅正裕・田中和夫，十和田湖近傍における深部・浅部低周波地震活動，地

球惑星科学関連学会2002年合同大会，S041-001，2002.

(6) この課題の実施担当連絡者：

氏名：小菅　正裕

電話：0172-39-3652

FAX：0172-34-5325

e-mail: mkos@cc.hirosaki-u.ac.jp

●図の説明

図１　十和田周辺における高周波地震（黒い丸）と低周波地震（赤い十字）の震源分布．低周波地震は十和田湖南岸付近の地殻中部と地殻深部，及び十和田湖西方の小坂付近の地殻深部において発生している．

図２　十和田近傍の宇樽部（UTB）におけるレシーバ関数と震源分布の対応．レシーバ関数の灰色の部分は高速度，白色の部分は低速度を表す．高速度層H2は他の観測点でも共通に見られ，モホに対応すると考えられる．低速度層L1及びL2の深さは，低周波地震（赤い星印）発生域の深さに対応する．