(1) 課題番号： 0502.5
(2) 実施機関名： 東北大学大学院理学研究科
(3) 課題名： 断層深部比抵抗構造調査
(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)エ
(4-3) 5ヶ年計画全体の目標：
過去の被害を伴った地震断層周辺において広帯域MTを主とした電磁気調査により，断層深部までの比抵抗構造など電気・磁気的な構造を解明し，断層周辺部での応力蓄積と地震発生のトリガーとに関する構造的な特徴を捕捉する．このことにより，地震発生の準備過程をモニターするための電磁気学的な手法を開発することにつなげる．
(4-4）5ヶ年計画の実施状況の概要と主要な成果：
この5カ年間には，前期に引き続き大学および国立研究機関により構成される比抵抗研究グループによる共同観測をはじめ，小規模の共同研究など各種観測研究が実施された．比抵抗研究グループの共同観測は，千屋地区（平成10年度：花巻−千畑），出羽丘陵横断（平成11年度：大曲−本荘），日高山地横断（平成12年度：穂別−浦幌），日高西部・胆振（平成13年度：大滝—穂別）と東北・北海道地区は4ヵ年に渡って実施された．
地質調査所（現産業技術総合研究所）との共同研究として，1962年宮城県北部地震震源域のMT観測を実施した（平成10，11年度）．また，同研究所との共同研究として花巻−大槌間MT観測を実施した（平成11，12年度）．東京工業大学との共同研究として，長町−利府断層の深部構造調査のためのMT観測を実施した（平成13，14，15年度）．産業技術総合研究所，東京工業大学，秋田大学，北海道大学と共同で，2003年7月26日宮城県北部の地震の震源域において，深部構造調査のためのMT観測を実施する（平成15年度）．
独自研究として，北海道大学の協力を得て，岩手山山麓部に発生する地殻底部低周波地震の震源域の比抵抗構造調査のためのMT観測を実施した（平成13，14年度）．また，科学研究費の交付を受け，火山フロント周辺の地殻比抵抗構造調査に着手し，初年度（平成15年度）は鳴子火山付近を通る東西測線でMT観測を実施した．
これらの各観測から得られた主な成果は次のとおりである．花巻−千屋−本荘測線では，千屋断層，川舟断層下部および出羽丘陵下部の上部地殻下部に低比抵抗域が見つかった．千屋断層周辺や陸羽地震震源域に発生する微小地震の分布域は，これらの低比抵抗域周縁の高比抵抗域となっている．また，奥羽山地下の下部地殻も低比抵抗域となっている．低比抵抗域は地震波の反射，散乱等の変換点分布とも調和的である．このことは低比抵抗が地殻内の流体分布と関係することを強く示唆するものであり，流体の高比抵抗域への浸透が地震活動を活発化させていることを示唆している．宮城県北部地震震源断層下部には広範囲に低比抵抗域が分布していることがわかった．この低比抵抗は地震波トモグラフィから得られた下部地殻，最上部マントルへと続く低速度域にあたり，マントル上部からの流体供給路と考えられ，内陸地震発生過程を理解するための重要な成果となった．マントル最上部から続く同様な低比抵抗域は，岩手山麓を通る比抵抗断面（図1）にも見られる．地殻底部の低周波地震発生域が，低比抵抗域の縁辺部にあり，1998年9月岩手県内陸北部の地震(M6.2)の震源域近傍にも低比抵抗域があって，マントルからの流体供給と，火山フロント形成，内陸地震発生と地殻流体の関係を強く示唆する結果である．暫定的な解析結果では，鳴子付近の比抵抗構造にも同様な特徴が見られる．
北海道大学による日高山脈横断測線の解析から，プレート衝突を示唆する特徴ある比抵抗構造が得られている．また，東京工業大学による長町−利府断層の解析結果でも，断層面近傍の低比抵抗域が指摘されている．
(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：
前項に述べたように，地震断層近傍や断層周辺の下部地殻，火山フロント周辺の下部地殻などでの低比抵抗域の存在が明らかになってきた．このことは内陸地震の発生に対して，最上部マントルから上昇する流体が大きく関与していることを示すものとして，内陸地震発生機構ひいては地震予知研究にとって重要な知見を提供した．
(4-6）当初目標に対する到達度と今後の展望：
広帯域MT法による断層周辺や，脊梁横断，火山フロント周辺などの観測研究の結果，地殻中の低比抵抗域がそれぞれ地殻水の存在と関連し，内陸地震発生と深く関係することがわかった．このことは，当初の目標に挙げられた構造的な特徴の捕捉に十分近い成果である．今後，この手法をさらに多くの活動域に適用し，また構造解析の精度を向上させて，活動度と比抵抗値の関係など，より詳細な議論を可能にしたい．なお，今期要求してきた比抵抗変化をモニターするための観測設備費が認められていないことから，これまでの成果を生かしたモニター観測手法開発に着手できなかった．
(4-7) 共同研究の有無：
(4-4)項に述べたように，本荘−花巻，大滝−浦幌測線の観測は多くの大学および研究機関との共同研究で，宮城県北部地震震源域，花巻−大槌測線は地質調査所（現産業技術総合研究所）との共同研究である．また，長町−利府断層は東京工業大学との共同研究である．2003年7月26日宮城県北部の地震震源域の観測研究は，産業技術総合研究所，東京工業大学，および秋田大学と共同で実施する．
(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）：
Ogawa, Y., M. Mishina, T. Goto, H. Satoh, et
al., Magnetotelluric imaging of fluids in intraplate earthquake zones, NE Japan
back arc, Geophys. Res. Lett., 28, 3741-3744, 2001.
Mitsuhata, Y., Y. Ogawa, M. Mishina, T. Kono,
T. Yokokura and T. Uchida, Electromagnetic heterogeneity of the seismogenic
region of 1962 M6.5 Northern Miyagi Earthquake, northeastern
(5-2）平成15年度に公表された論文・報告：
高橋幸祐・三品正明・浜口博之・茂木 透，岩手山付近の深部低周波地震発生域の比抵抗構造，ＣＡ研究会2003年論文集，40-47，2003．
小川康雄・三品正明・本蔵義守・他，長町−利府断層深部延長の比抵抗構造イメージング，地球惑星科学関連学会2003年合同大会，S075-014，2003．
Ogawa, Y., M. Mishina, Y. Honkura, K. Takahashi,
and S. Bulent Tank, Magnetotelluric imaging of M5.0 main shock at the deep
extension of Nagamachi-Rifu fault in
Takahashi, K., M. Mishina, H. Hamaguchi, and
T. Mogi, Resistivity structure around Iwate Volcano, northeastern
(6) この課題の実施担当連絡者：
氏名：三品 正明； 電話：022-225-1950； FAX：022-264-3292
E-mail：mishina@aob.geophys.tohoku.ac.jp
図の説明：
図１．岩手山南麓を通る東西測線に沿う比抵抗構造．星印は測線近傍の地震を表す．深さ30km付近の地震は低周波地震である．四角は地震波の散乱体あるいはＳ波反射体を，実線は1998.9.3の地震(M6.2)の断層面を表している．上部の黒い三角は観測点の位置，AKMおよびIWTはそれぞれ秋田駒ケ岳および岩手山である．
