(1) 課題番号： 0502.2

(2) 実施機関名： 東北大学大学院理学研究科

(3) 課題名： 高精度移動微小地震観測による断層周辺の構造と応力のゆらぎの解明

(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

   (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. (1) ウ、(2) イ・ウ

(4-3) 5ヶ年計画全体の目標：

　本研究では，稠密地震観測により，内陸地震震源域・断層周辺の微細構造，内陸に発生する中規模地震の震源過程や，震源域での応力場を明らかにし，東北日本をはじめとする断層周辺の構造と応力のゆらぎの解明，および内陸部の地震多発域へのローディング機構の解明に寄与することを目的とする．

(4-4）5ヶ年計画の実施状況の概要と主要な成果：

　本研究では，宮城県長町・利府断層周辺域，宮城県鬼首地域，2000年鳥取県西部地震震源域，2003年宮城県北部地震震源域において，稠密地震観測を実施した．また，手法の開発・改良を行い，上記観測データに適用して，以下のような知見を得た．

(4-4-1）地震学的手法による地震断層・活断層およびアスペリティのイメージング

　地震波速度トモグラフィー，地震波エンベロープインバージョン，反射法地震探査により，地震断層・活断層を地震波速度急変帯・高地震波散乱係数領域・地震波反射面としてイメージングした．特に地震時の大すべり域（アスペリティ）は，地震波速度が比較的大きい，散乱係数が比較的低い領域であることがわかった．

(4-4-2) 時空間的に近接する地震のすべり域の比較研究

　前震・本震間など，時空間的に隣接する地震間ではすべり域はお互いに重ならない．

(4-4-3) 内陸地震震源域の地震後応力場の空間変化

　余震のメカニズム解から推定される震源域周辺の応力場は，本震のすべりに伴う擾乱を顕著に受ける．

(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：

内陸地震の場合は，その地震断層の位置・形状を推定することが，基本的な情報として重要である．本研究では（4-4-1）により，さまざまな手法により地震断層・活断層のイメージングを行った．さらに，アスペリティの実態解明は重要な研究課題であるが，アスペリティ領域が周辺と比べ異なる物性を持つ領域である可能性を示すことができた．

地震サイクルを考えるうえで，地震発生には準備過程が必要という仮説は重要であるが，本研究では，(4-4-2）と（4-4-3）により，地震発生において地殻内の剪段応力に比べて応力降下量が無視できない量であり，応力再蓄積・強度回復過程が地震発生サイクルにおいて必要であることを示すことができた．

(4-6）当初目標に対する到達度と今後の展望：

　当初目標の3分の２程度は達成できたと考える．本研究では，震源断層周辺の微細構造，中規模地震の震源過程，地震波形を用いた震源域の応力場，それぞれの解明のための手法を開発・改良し，それらの有用性を示すとともに，地震予知研究の進展の上で重要な結果を示すことができたと考えられる．ただし，現時点では個々の事例についてのケーススタディにとどまっており，結果の普遍性・特異性を明らかにする上で，今後より多くの事例を重ねることが必要である．

(4-7) 共同研究の有無：

　長町-利府断層における観測については，科学技術庁振興調整費「陸域震源断層の深部すべり過程のモデル化に関する総合研究」(地質調査所・他) の予算を用いて行われた．参加人数は約１０名．構造探査実験については平成13年６月に実施． 2000年鳥取県西部地震余震観測は全国の大学の合同観測として平成12年10月〜12月に行われた．参加人数は約１０名．2003年宮城県北部地震余震観測は，山形大学・防災科学技術研究所との共同観測として平成15年7月〜平成16年1月に行われた．参加人数は約１５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）：

Okada, T., N. Umino, Y. Ito, T. Matsuzawa, A. Hasegawa, and M. Kamiyama, Source processes of 15 September 1998 M5.0 Sendai, Northeastern Japan, earthquake and its M3.8 foreshock by waveform inversion, Bull. Seismo. Soc. Am., 91, 1607-1618, 2001.

伊藤喜宏・岡田知己・松澤　暢・海野徳仁・長谷川昭，1998年9月15日仙台市で発生した地震 (M5.0)の余震データに基づく応力場の推定，東京大学地震研究所彙報，76，61-74，2001．

Nakamura, A. and Research group for deep structure of Nagamachi-Rifu fault, Estimation of deep fault geometry of Nagamachi-Rifu fault from seismic array observations, Proceedings on international symposium on slip and flow processes in and below the seismogenic region, 45-1 - 45-4, 2001.

浅野陽一，一次散乱理論に基づく散乱係数の空間分布推定法とその適用 - 2000年鳥取県西部地震の震源域周辺の短波長不均質構造 -，東北大学博士論文，137pp.，2002．

岡田知己，東北日本沈み込み帯における地震活動特性とアスペリティに関する研究，東大学博士論文（http://www.aob.geophys.tohoku.ac.jp/~okada/Thesis/Thesis.pdf），101pp.，2003

(5-2）平成15年度に公表された論文・報告：

伊藤喜宏・岡田知己・長谷川昭・小原一成，経験的グリーンテンソル法により求めた鳥取県西部地震余震域のメカニズム解の空間分布，2003年地球惑星科学関連学会合同大会講演予稿集，S052-P003, 2003

海野徳仁・他，余震観測から推定した2003年7月26日宮城県北部地震の余震のメカニズム解分布，日本地震学会講演予稿集2003年秋季大会，A082, 2003.

岡田知己・海野徳仁・長谷川昭，震源分布から見た2003年7月26日宮城県北部の地震の破壊過程，日本地震学会講演予稿集2003年秋季大会，A083, 2003.

(6) この課題の実施担当連絡者：

氏名：岡田知己； 電話：022-217-3919； FAX：022-264-3292

E-mail：okada@aob.geophys.tohoku.ac.jp

 

図の説明：

図１．2003年宮城県北部地震（M6.2）の震源域周辺の速度構造のB-B’ (d参照)に沿った鉛直断面図．(a)P波速度偏差，(b)Ｓ波速度偏差，(c)Vp/Vs比．白点線はアスペリティ (Miura et al., 2003) を示す．(d)使用した地震の震央（緑丸），観測点（三角）の分布．