(1) 課題番号： 0501.6
(2) 実施機関名： 東北大学大学院理学研究科
(3) 課題名： 三陸沖プレート境界での高精度微小地震観測
(4) 本課題の5ヶ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. 地震発生に至る地殻活動解明のための観測研究の推進
(1) 定常的な広域地殻活動
(4-2) 関連する「建議」の項目： 1. (1) イ・ウ
(4-3) 5ヶ年計画全体の目標：
三陸沖プレート境界で発生するプレート境界地震の震央は顕著なクラスター分布をしめすが，活発なクラスターの位置は時間的に変動しないことが明らかとなりつつあり，こうした地震活動のクラスターの性状は，プレート境界近傍の構造不均質に起因するプレート間カップリングの変化の原因を理解する糸口となりうる．そこで，こうしたクラスターの分布やクラスター内部での震源分布を，海底地震観測によって高い空間分解能で明らかにすることが，本研究課題の目標である．
(4-4）5ヶ年計画の実施状況の概要と主要な成果：
東京大学地震研究所の特定共同利用研究により，1992年三陸沖地震および1994年三陸はるか沖地震の震源域近傍において海底地震計を用いた微小地震観測を行った．特に，1994年三陸はるか沖地震の震源域での観測では，長期観測型の海底地震計５台を用いておよそ8ヶ月間の連続観測を行った．これらの観測データの解析と共に，1992年および1994年の余震観測時のデータ再解析も行った．
その結果，プレート境界付近で発生する地震のクラスターの位置や大きさは，大きな地震の直後の余震活動と定常的な地震活動とでほとんど変わらないことがわかった．長期観測型地震計による観測では，東北大学の微小地震観測カタログで「相似地震」と分類されている地震をいくつか観測することができた．「相似地震」はプレート境界面上の小さなアスペリティの繰り返し破壊であると予想されてきたが，海底地震計を用いた震源再決定の結果はこの予想を裏付けるものであった（図１）．
一方で，震源域で行われた人工地震探査の結果得られた速度構造を用いた震源再決定を行って，クラスター内部での震源の深さ分布を詳細に求めてみると，構造探査によって反射面としてみとめられる海洋性プレートの上面に沿って発生するものの他，海洋性地殻上部の厚さ2km程度の層内にも多くの震源が決定された（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：
プレート間の結合の強さ（カップリング）を支配する要因である境界域の不均質構造の解明が今５ヶ年計画の目的の一つであったが，そのためには，カップリング強度の空間変化の実態解明が不可欠であり，その重要な指標となる微小地震活動度の空間変化の詳細について，海底地震観測の結果，ごく限られた地域ではあるが，従来の陸上観測だけではわからなかった知見を得ることができた．
(4-6）当初目標に対する到達度と今後の展望：
当初目標は，研究課題501.1「三陸沖におけるプレート境界域の地震学的構造の解明」の結果と対比可能な高精度震源分布を明らかにすることにあり，上記に報告したとおり，これら探査領域におけるプレート境界域で発生する地震の震源分布の詳細に迫ることができ，目標は達成されたと評価している．これまで，本研究課題で行うような海底地震観測によって高精度で震源分布を得ることができたのは時空間的にごく限られた部分でしかなかったが，「相似地震」のような時空間的に明瞭な特徴を示す地震を海底観測によって捉えることができるようになったため，これらを基準とした海陸データの統合解析により，長期広域にわたる地震活動の時空間変化を高い分解能で解明することが可能となるであろう．こうした統合解析を進めると共に，データの蓄積を図るために，長期海底地震観測の充実が今後の課題となるであろう．
(4-7) 共同研究の有無：
本研究課題は，東京大学地震研究所，東京大学海洋研究所，九州大学理学研究院，千葉大学理学部などとの共同研究として進めている．観測は11〜15年度に，三陸沖および宮城沖の海域で毎年実施しており，各年およそ15名の研究者が参加している．
(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）：
Hino, R., Relation between seismic
velocity structure of subducting oceanic crust and interplate micro-seismicity,
Bull. Earthq. Res. Inst., 78, 113-120, 2003.
Hino, R., T. Tanioka, T. Kanazawa,
Hino, R, S. Ito, H. Shiobara, H.
Shimamura, T. Sato, T. Kanazawa, J. Kasahara and A. Hasegawa, Aftershock
distribution of the 1994 Sanriku-oki earthquake (Mw 7.7) revealed by ocean
bottom seismographic observation, J. Geophys. Res., 105, 21697-21710, 2000.
Ito, S., R. Hino,
(5-2）平成15年度に公表された論文・報告：
日野亮太・西野実・桑野亜佐子・伊藤進一・藤本博巳，海底地震観測による1978年宮城県沖地震震源域周辺における微小地震活動，地球惑星科学関連学会2003年合同大会講演予稿集，S045-P003，2003．
西野実・日野亮太・篠原雅尚，SP変換波による南部日本海溝プレート境界地震発生帯の深部構造，地球惑星科学関連学会2003年合同大会講演予稿集，J036-P002，2003．
日野亮太・西野実・桑野亜佐子・伊藤喜宏・山本揚二朗・山田知朗・中東和夫・金沢敏彦・伊藤進一・阿部正雄・仙台管区気象台海底地震観測グループ，海底地震観測による1978年宮城県沖地震震源域周辺の微小地震活動，日本地震学会講演予稿集，P177，2003．
桑野亜佐子・日野亮太・西野実・佐藤利典・塩原肇・笠原順三・金沢敏彦・矢吹哲一郎・藤本博巳，長期OBS観測による1994年三陸はるか沖地震余震域の微小地震活動, 日本地震学会講演予稿集，P083，2003．
Kuwano, A., R. Hino,
M. Nishino, T. Sato, H. Shiobara, J. Kasahara, T. Kanazawa, T. Yabuki, H.
Fujimoto, Microseismicity in the rupture area of the 1994 Sanriku-Oki
Earthquake by long-term ocean bottom seismographic observation, Eos
Trans. AGU, 84(46), Fall Meet. Suppl., Abstract T52B-0253,
2003.
(6) この課題の実施担当連絡者：
氏名：日野亮太； 電話：022-225-1950； FAX：022-264-3292
E-mail：hino@aob.geophys.tohoku.ac.jp
図の説明：
図１．2000〜2001年に行った長期観測型海底地震計のデータを東北大陸上地震観測網のデータと併合処理することによって再決定された震源分布（赤丸）．M3以上の地震を再検測の対象とした．黄色星は，Uchida et al. (2003)によって相似地震と認定された地震のうちで，海底地震計でも観測されたものについて震源を再決定した結果．
図２．1992年に発生した三陸沖地震の余震分布（赤丸）を同海域で得られた地震波反射法探査による反射断面（Tsuru et al., 2001）に重ねたもの（背景のグレースケールのイメージ）．青四角はエアガン−OBS探査（課題501-1による）で観測された広角反射波の走時から推定した反射面の位置で反射断面に見られるプレート境界の他，海洋性地殻内部にも反射面があることがわかる．黄色菱形は1998年にこの海域で発生したM6.3の地震に伴う微小津波の解析から求められた震源断層の推定位置（Hino et al., 2001）で，プレート境界にごく近いところに精度良く求められている．
