(1) 課題番号：0701
(2) 実施機関名： 東京大学・大学院理学系研究科
(3) 実施課題名： 準備過程における地殻流体に関連する調査研究
(4) 本課題の5ケ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」（以下、建議）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）エ
(4-3) 5ケ年計画全体の目標：
地震の準備過程における地殻流体の役割は、マントルから地殻に及ぶ大規模な流体の挙動の解明から明らかにできるので、流体の観測手段として、マントルヘリウム（マントルに起源を持つヘリウム-3）フラックスの連続測定装置を開発し、内陸テストフィールドで観測を行ない、地震発生に至る準備過程におけるフラックスの時空間のゆらぎを検出する。この開発研究と並行して長野県王滝や兵庫県淡路島など内陸のテストフィールドで、既存の手法を用いた地下流体の観測研究を行なう。
(4-4) 5ケ年計画全体の実施状況の概要と主要な成果：
マントル中の流体の挙動を明らかにするための観測手段として、マントルヘリウム連続測定装置を開発するための予算が平成13年度に一部認められたため、設計に取りかかり、実験室で連続測定できる装置の組み立てを行なった。しかしながら、予算額がわずかなため、部品をそろえて自作で試作装置を組み立てることになり、装置の主要部分である質量分析装置部分については実験室でテストできるまでの完成にこぎつけた。
既存の手段を用いる地殻流体の観測研究は、長野県王滝、根尾谷、阿寺、跡津川の活断層、兵庫県淡路島野島、山崎の活断層、鳥取県西部の地震域などで行なった。このうち多くの活断層域では土壌ガスの化学・同位体組成や活断層からのガス放出量の測定を行ない、活断層を通して上がってくる地殻流体の特性を調べた。また、野島断層では注水試験に参加し、注水に伴う湧水量の変化をとらえることができた。
(4-5) 5ケ年計画で得られた成果の地震予知研究における位置づけ：
これまで、地震発生と流体とのかかわりが常に指摘されてきたが、地震が発生するマントル内の流体の検出は地震波トモグラフィーに限られダイナミックな動きをとらえる手段は全く無かった。マントルヘリウムフラックスの連続測定は、物質科学的に流体の挙動を検証しようとする画期的な観測で、地震発生に至る準備過程におけるフラックスの時空間のゆらぎを検出し、震源域での流体の挙動を解明できる可能性があるが、現状ではその手がかりをつかみかけた段階で、うまく行けば地震予知研究を大きく前進させられる。
(4-6) 当初目標に対する到達度と今後の展望：
マントルヘリウムフラックスの連続測定装置を開発し、内陸テストフィールドで観測を行ない、地震発生に至る準備過程におけるフラックスの時空間のゆらぎを検出する計画は、5ケ年計画の途中で一部が予算化され、試作品の完成を目ざし、装置の中心となる質量分析部分は出来上がったが、試作装置を野外の観測点で運転するための地下水溶存ガスを連続的に抽出してヘリウムを分離導入するための設備の購入は認めらなかったので、将来観測機器として完成するための連続測定のテストを実験室で行ない、第２次計画の中で認められるように計画を立てている。
内陸活断層における地殻流体の研究は、活断層から放出されている地殻流体の起源を明らかにし、活断層の活動度と地殻流体の挙動との関連性や、地震発生にかかわる地殻流体の役割を明らかにすることが次のターゲットであろう。
(4-7) 共同研究の有無：
野島断層の注水実験は、京都大学防災研究所と、旧地質調査所との共同研究である。
(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）：
Matsuda,J., Matsumoto,T., Sumino,H.,
Nagao,K. and others The 3He/4He ratio of the new internal He
standard of Japan (HESJ). Geochem. J. 36, 191-195 (2002)
Sumino,H., Nagao,K. and Notsu,K., Highly sensitive and precise measurement
of helium isotopes using a mass spectrometer with double collector system. J. Mass Spectrom.
Soc.
King,C.-Y.,
Azuma,S., Ohno,M., Asai,Y., He,P., Kitagawa,Y., Igarashi,G. and Wakita,H., In
search of earthquake precursors in the water-level data of 16 closely clustered
wells at Tono, Japan. Geophys. J.
Int. 143, 469-477 (2000)
Ohno,M.,
Sato,T., Notsu,K., Wakita,H. and Ozawa,K., Groundwater-level changes in response to
bursts of seismic activity off the Izu Peninsula, Japan. Geophys. Res. Lett. 26, 2501- 2504 (1999)
Kitagawa,Y., Kiozumi,N., Notsu,K.
and Igarashi,G.,
Water injection experiments and discharge changes at the Nojima Fault in
King,C.-Y.,
Azuma,S., Igarashi,G., Ohno,M., Saito,H. and Wakita,H.,
Earthquake-related water-level changes at 16 closely clustered wells in Tono, central
(5-2) 平成15年度に公表された論文・報告
Turhan,D., Mori,T. and Notsu,K., H2 and CO2 survey along active faults in
central and western
(6) この課題の実施担当連絡者（氏名、電話、FAX, e-mail）：
野津憲治 電話：03-5841-4624 FAX:03-5841-4119
e-mail: notsu@eqchem.s.-u-tokyo.ac.jp