(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

(4-3) 5ヵ年計画全体の目標：

　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が目標である．

(4-4) 5ヶ年計画の実施状況の概要と主要な成果：

　11年度〜13年度は1998年９月に発生した岩手県内陸北部の地震（M = 6.1）の余震を対象に，13年度以降は十和田付近の低周波地震を対象に研究を実施した．

　岩手県内陸北部の地震の余震の中には，顕著な低周波後続波を伴う地震があった．実体波のスペクトルの特徴と後続波のアレイ解析から，これらの地震は地殻浅部の低周波地震であり，その波が雫石盆地でレイリー波に転換されたと解釈した．12年度には岩手山周辺で行われた人工地震を盆地内・盆地外・アレイ観測地点で観測し，人工地震からは顕著な表面波が生成しないことを確認した．これは，低周波後続波の生成には低周波の入射波が必要という上記解釈を裏付ける結果となった．

　13年度には，十和田付近で低周波地震が発生していることを確認した．低周波地震は地殻中部（深さ10 km程度）と地殻深部（深さ25 km程度）の2か所に分かれて分布し，深さ5 km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見いだした（図1）．また，14年度に実施し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の深さは約20 kmであることを確認した．十和田周辺ではさらに，13年10月・12月，及び14年１月に，特異な連続的低周波振動を観測した．低周波振動の主要動をS波と見なして決定した震源は浅部低周波地震の震源域に含まれることと，主要動の振動様式は浅部低周波地震のS波部分の振動と共通した特徴をもつことから，低周波振動は低周波地震の連続的発生によるものと解釈した．さらに，レシーバ関数解析を行った結果，十和田近傍の深さ10 km付近と25 km付近に低速度層が存在することがわかり，地殻中部及び深部の低周波地震が低速度域の上端付近で発生していることが明らかになった（図2）．

(4-5) 5ヶ年で得られた成果の地震予知研究における位置づけ：

　十和田における重要な成果は，低周波地震と高周波地震の震源域の棲み分けがあることを見いだしたことと，地殻中部及び深部低周波地震発生域が低速度域の上端付近で発生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，その震源域は低速度域とはなっていないという違いがある．また，西南日本の地殻深部では広域に低周波微動が発生していることが発見されたが，十和田においては地殻浅部低周波地震が連続的に発生することが確認されたことになる．

(4-6) 当初目標に対する到達度と今後の展望：

　岩手県内陸北部の地震の余震の解析は当初目標まで到達できなかったが，十和田での低周波地震活動の概要を明らかにできたことは大きな成果と考えている．ただし，地殻内流体の役割を解明するには至らなかった．低周波地震と高周波地震が隣接して発生している十和田地域は，低周波地震の成因を探る上で絶好のフィールドであることが判明したので，16年度以降は「十和田における地殻流体の分布と挙動の解明」という課題を設定した．この課題では高密度地震観測とアレイ地震観測を実施して，地殻構造と地震発生様式をさらに詳細に解明することで地殻流体の存在状況を，地震波散乱強度分布の時間変化を追跡することで地殻流体の移動に関する知見を得ることにしている．

(4-7) 共同研究の有無：

岩手山周辺での人工地震の観測は東北大学大学院理学研究科等との共同研究．参加人数は5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：

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．

大谷佳子・渡邉和俊・小菅正裕・田中和夫，十和田湖周辺域における浅部地震活動，弘前大学理工学研究報告，4, 57-67, 2002.

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．

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．