(1) 課題番号：0502

(2) 実施機関名：東北大学大学院・理学研究科

(3) 大課題名：内陸における地震サイクルと地震発生条件の解明

(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：

1．(2) イ・ウ・エ，(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：

　計画全体の最終的な目標は，地震発生域のローディングプロセスの解明と，内陸地震発生モデルの構築である．この最終的な目標に至るための5ヶ年の到達目標として，下記の5項目を設定した (1999年1月に協議会に提出済み)．

(a) S波反射面 (ブライトスポット) の生成原因を推定し，大地震と関係づけるモデルを構築する．

(b) 断層のセグメント構造を明らかにし，セグメントの端で応力が集中しているのか否か，深部でクリープが発生しているのか否かを明らかにする．

(d) 地殻流体と地震活動との相関の有無を明らかにする．

(e) 5ヶ年中に海域のプレート境界ですべりがあった場合には，それによって内陸の歪と応力がどのように変化するかを調査する．

　これまでの研究成果により，内陸地震発生過程について作業仮説を構築するに至った（図１）．これは上記の目的の（a），(c)，(d）を総合したモデルである．すなわち，地震発生域の下の上部マントルから下部地殻にかけては部分溶融域が存在し，このメルトの固結に伴って放出されたH₂Oが，S波反射面 (ブライトスポット)を形成する（0502.1）．また，このH₂Oで満たされた領域が連結すると，低比抵抗域として検知される（0502.5）．このように深部に高温のメルトやH₂O等の流体が存在していると，そこでは塑性変形ないし粘弾性変形が卓越し，上部地殻の弾性的領域の厚さが減少するため，この領域で歪・応力が集中し，微小地震活動も活発となる（0502.3）．大地震が発生するかどうかは，この応力集中の度合いと弾性的領域の厚さの兼ね合い，およびトリガとなるH₂Oの流入の有無によると考えられる．14年度の研究により，プレート起源の歪場と内陸起源の歪場の分離にある程度成功した（0502.3）ため，（b）については，今後，さらに解析を発展させることにより，深部で塑性，粘弾性変形，クリープのどれが卓越しているのかの解明が進むものと期待される．

　（b）の主目的である，断層のセグメント構造の解明はまだ十分ではないが，それに関係する知見が得られつつある．断層は基本的にポストフェイリュアな状態にあると考えると，応力場や断層の速度構造が説明できることがわかってきた（0502.4）．鳥取県西部地震の震源域で，断層に沿って散乱が強い（0502.2）ことも，この断層模型と整合する．基本的にこのような状態にある断層で，破砕度が弱いところがあれば，そこは地震時には大きなすべりを生じることが期待されるが，鳥取県西部地震の実際の震源過程もそのモデルで説明できるように見える（0502.2）．一方，弱くて不均質な領域が断層近傍のみに集中せず，広い範囲で存在していれば，地震時の破壊は拡散し，破壊の伝播が停止しやすくなることが期待され，実際，鳥取県西部地震の北部はこのような状況になっている可能性が高い（0502.2）．これは断層のセグメント構造を説明する唯一の解とは言えないまでも，その候補の一つである可能性は高いと思われる．今後，様々な断層において同様の解析を行い，破壊の停止メカニズムやセグメント構造について知見を増やすことが重要である．

　（e）については，この期間にプレート境界で大きな地震が発生しなかったため，検証には至っていない．しかしながら，1994年三陸はるか沖地震の震源域近傍で1999年頃から固着が強まったように見え，一方，プレート境界深部でエピソディックな準静的すべりが最近多発している可能性がある（0501.2）．今後は，このようなカップリング状況の変化が内陸にどのような影響を及ぼすか，注意深く見守る必要がある．

(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」のどの項目を実施するのか：

　　● 主たる項目：

　　(4) 地震発生に対する地殻流体の役割

　　(4)-3．島弧の変形に対する地殻流体の役割

　　(4)-3-1. 下部地殻

　　および

　　(4)-3-2. 上部地殻

　　● 関連する項目：

　　(3) 内陸活断層周辺における不均質な応力・歪場の成因

　　(3)-2. 内陸の歪集中帯の変形様式

　　(3)-2-1. 応力の時間変化

　　および

　　(3)-2-2. 変形特性の空間分布

(5-2) 平成14年度項目別実施計画のどの項目を実施するのか：

　　● 主たる項目：

　　2．「準備過程における地殻活動」研究計画　

　　(2) 地震多発域へのローディング機構の解明

　　および

　　(3) 断層周辺の微細構造と地殻流体の挙動の解明

　　● 関連する項目：

　　1．「定常的な広域地殻活動」研究計画

　　(2) プレート内部の地殻活動・構造不均質に関する研究

(5-3) 平成14年度に実施された研究の概要：

　各小課題の該当項目を参照のこと．

(5-4) 「平成14度の到達目標」に対する成果の概要：

　各小課題の該当項目を参照のこと．

(5-5) 共同研究の有無：

　各小課題の該当項目を参照のこと．

(5-6) 平成14度の成果に関連の深いもので、平成14度に公表された成果

　各小課題の該当項目を参照のこと．

(6) この課題の実施担当連絡者：

氏名：長谷川昭

電話：022-225-1950

FAX:022-264-3292

e-mail: hasegawa@aob.geophys.tohoku.ac.jp

図の説明

図１．内陸地震発生過程の概念図．鳴子から宮城県北部にかけての領域を代表例として示す．