(1) 課題番号：0116, 0104

(2) 実施機関名：東京大学・地震研究所

(3) 課題名：活断層の地形・地質・地球物理学的調査, 丹那断層における地層抜取り調査

(4) 本課題の5ヶ年計画の概要とその成果

(4-1) 「建議」の項目： III．１．(１) 定常的な広域地殻活動

(4-2) 関連する「建議」の項目： （１）エ、（４）イ

(4-3) 5ヵ年計画全体の目標：

地震サイクルの理論的背景となる地震発生の繰り返しの実態の解明は，特に地震の発生時期の長期的予測を行うための基本となるという意味で重要である．陸域の大地震の発生時期を統計的に長期予測するために，活断層調査による活動間隔や最終活動時期の推定が，産業技術総合研究所活断層研究センター（旧地質調査所）や自治体によって行われている．本計画は，長期予測の手法の吟味や，予測を単に時期だけでなく震源断層の物理的性質（震源の静的・動的パラメータ，破壊伝播様式，破壊強度分布等）へと拡大するために，活断層等の調査研究を行う．地震時のずれの量やその空間分布，断層の分岐形状，活動履歴等に基づいて，地震発生の繰り返しモデルの改良による時期予測の精度および確度の向上，および強震動予測に役立つ震源モデルの推定手法の開発を目指す．

(4-4) 5ヵ年計画の実施状況の概要と主要な成果：

　陸域の大地震の繰り返し発生について、丹那断層、中央構造線活断層系、別府湾海底活断層等で調査を行い、地震時の地表におけるずれの量が、空間的に大きく変化することと、その空間パターンが繰り返されることが明らかになった。さらに詳しく調べると、同一地点での地震時のずれの量は、地震ごとに多少の変化が見られ、これが地震発生間隔と対応し、時間予測モデルが成り立つことが明らかとなった。図２に、別府湾亀川沖西断層の活動時期と地震時の上下ずれ量の累積（岡村他による）を示す。

　中部および西日本に多い横ずれ断層の地震時のずれの量を推定する二つの手法を開発し、丹那断層、中央構造線活断層系、有馬—高槻断層帯などに適用して、横ずれ量を復元した。一つは、考古学的手法を応用した三次元トレンチ法であり、他は、段丘崖・河谷などの地形指標および道路・畦などの人工指標を用いる手法である。図１に四国中央構造線活断層系における右横ずれ変位（堤・後藤による）を示す。

　十勝海岸などの津波堆積物調査から、約４００年間隔で発生する巨大津波の存在を明らかにした。

　時間予測モデルを適用して次の南海地震などの発生時期を予測する手法を開発した。

　歴史地震と活断層の活動との対応を明らかにし、活断層帯で発生する地震規模推定のための手法（連動セグメントモデル）を開発した。

　この他、丹那断層、北上低地西縁断層帯、大分県中部の活断層群などの地震履歴を明らかにした。

(4-5) 5ヵ年で得られた成果の予知研究における位置づけ：

　海域の大地震の繰り返し発生の規則性は、アスペリティが保存され、アスペリティが繰り返しずれることに起因することが、明らかになっている。陸域の地震についても、5ヵ年で得られた成果が、同様な地震像を明らかにした。この結果、陸域の大地震の長期予測に関し、大局的な物理的基礎が得られ、予測の信頼性を高めることができた。また、時間予測モデルが成り立つことから、より精度の高い発生時予測が可能となった。さらに、地表における地震時のずれの量の空間分布は、ほぼ同じパターンが繰り返されるので、断層面の深部を除き、アスペリティの位置が予測できる。この他、活断層で発生する大地震、南海地震や千島海溝沿いの大地震などの長期予測で使用された手法やデータを提供した。

(4-6) 当初目標に対する到達度と今後の展望：

　中央構造線活断層系や別府湾海底活断層等で、地震時のずれの量やその空間分布，断層の分岐形状，活動履歴が解明され、繰り返しの物理的性質が明らかになったことから、長期予測の信頼度が高まり、時間予測モデルによる時期予測の精度向上が可能となった。また、強震動予測に役立つ浅部アスペリティの位置も予測可能となった。一方、震源の動的パラメータ，破壊伝播様式等については、十分な成果が得られなかった。また、上記の地震像は比較的少数の活断層で得られた豊富なデータに基づくものであり、さらに多くの活断層についての実証が望まれる。今後は、ずれの量や時間間隔が、繰り返しによってゆらぐ原因が、海域の大地震で示唆されているように、アスペリティの相互作用によるものかどうか、また、巨大津波などによって示される、地震サイクルを超えたゆらぎの原因などの探求が望まれる。

(4-7) 共同研究の有無：

京都大学大学院理学系・福島大学教育学部・高知大学理学部・大分大学教育福祉科学部・広島大学文学部・北海道大学大学院理学系・山梨大学教育学部・東洋大学社会学部・法政大学社会学部・国土地理院等との共同研究。参加人数は約20名。

(5) この研究によって得られた成果を公表した文献のリスト

(5-1) 過去5年間に発表された主要論文（5編程度以内）

後藤秀昭・堤浩之・遠田晋次, 中央構造線活断層系・畑野断層の最新活動時期と変位量．地学雑誌, 112, 531-543, 2003.

平川一臣・中村有吾 ，古津波研究における地形学的観点の重要性：十勝太平洋岸の例, 歴史地震，17, 106-107, 2002．

近藤久雄・遠田晋次・今泉俊文・堤浩之・杉下一郎・中田高・奥村晃史・島崎邦彦・高田圭太・池田哲哉．原口強, 丹那断層の過去3,000年間の活動履歴と単位変位量-田代地区における3Dトレンチ・Geoslicer調査-, 地震2, 55, 407-424, 2003.

Shimazaki, K., Long-term probabilistic forecast in Japan and time-predictable behavior of earthquake recurrence, In Fujinawa, Y., and A. Yoshida (ed.) 'Seismotectonics in Convergent Plate Boundary', TERRAPUB, 37-43, 2002.

堤浩之・後藤秀昭，四国の中央構造線活断層系の最新活動に伴う横ずれ変位量分布−地形学的手法による検討-，2002年地球惑星科学関連学会合同大会，J029-P026，2002．

(5-2) 平成15年度に公表された論文・報告：

千田昇・竹村恵二・松田時彦・島崎邦彦・池田安隆・岡村眞・水野清秀・松山尚典・首藤次男, 大分平野直下に伏在する府内断層の位置と最新活動時期，活断層研究, 23, 93-108, 2003.

後藤秀昭・渡辺満久・原口強・池田哲哉, 北上低地西縁断層帯の最新活動時期と変位量．地球惑星合同学会, 2003.

Shimazaki, K., H. Matsuoka, M. Okamura, and N. Chida, Paleoseismicity on the Dense Network of Holocene Submarine Faults in Beppu Bay, Southwest Japan, Eos Trans. AGU, 84(46), Fall Meet. Suppl., Abstract T22A-0495, 2003.

(6) この課題の実施担当連絡者（氏名、電話、FAX, e-mail）：

氏名：島崎邦彦、電話：03-5841-5694、FAX:03-5689-7236、

e-mail:nikosh@eri.u-tokyo.ac.jp

図の説明

図１：四国中央構造線活断層系における右横ずれ変位（堤・後藤による）。

四国の中央構造線に沿う約40地点で、推定された最新活動およびそれ以前の地震に伴う横ずれ変位。1本の断層に沿って複数の変位指標が存在する場合、それらの変位量の最大値と最小値が2〜3倍程度異なることがあるが、最新イベントに伴う変位量と複数のイベ ントの累積変位量を論理的に識別することが可能である。確認された変位指標のすべ てが、沖積低地および最終氷期最盛期以降に形成された段丘面上に位置する。中央構造線の最新イベントに伴う横ずれの量は断層ごとに大きく異なり、四国東部の父尾断層で求められた約7mが最大で、最小値は四国西部の重信断層や伊予断層で求められた2〜3mである。これらの値は、地形学的に求められた平均変位速度と大まかに相関を示す。すなわち、変位速度の大きな断層では、最新活動時の変位量が大きい。

図２：別府湾亀川沖西断層の活動時期と地震時の上下ずれ量の累積（岡村他による）。堆積物試料の解析から過去5回のイベントが見いだされるとともに、音波探査記録からさらに2回のイベントを認定することができた。その結果明らかとなった過去11000年間の7回のイベントの活動時期と垂直変位量は、ほぼ時間予測モデルに適合している。