「震源過程と強震動」研究計画に関する自己評価
1) 実施計画
1-1) 実施計画の概要
震源過程を詳しく調べることにより，地震時断層すべりの大きい領域（アスペリティ）や，それに関連した応力変化（応力降下と相対強度）が得られる．この応力変化は地震発生直前の応力・強度分布に関係した"地震直前環境"を反映したものとみなせる．これをＧＰＳ等の長期的な地殻変動データと比較することにより，アスペリティ周辺の非地震性すべりと地震発生に先立つ応力状態との関連を知ることができる．また詳細な破壊過程を調べる上で近地の強震計記録が有効であるが，強震動は震源過程だけでなく，地殻の不均質構造に大きく影響されるので，不均質構造の影響についても研究を進める．
1-2) 計画の必要性および建議との関連性
本研究は，建議のいう「断層面上の不均質性の解明は地震予知を実現する上で重要な課題」との認識に基づくものであり，「１（４）地震時及び地震直後の震源過程と強震動」に盛り込まれた内容を実施する．
地殻の応力や歪のゆらぎは稠密な地殻変動の連続観測などからある程度把握できるが，強度（脆性・延性）の不均質については直接測定することは困難である．しかし，地震波の解析によって「断層すべりの不均質分布と非一様破壊伝播」が得られ，これから強度についての間接的な情報を得ることができる．これを基に，強度の不均質と応力蓄積との関係，構造的特徴との関連を解明する．
さらに，震源の物理の解明が進み地殻内部の強度不均質が明らかになれば，数値シミュレーションによる強震動予測の精度が格段に改善され，防災都市造りへの基礎的データを提供することが期待される．これは建議にいう「地震災害軽減に寄与」することにつながるものである．
近年の基盤的地震観測網の整備により詳細な断層運動を調べる環境が急速に整いつつあること，また，明治以来の地震記録の蓄積と画像処理技術の進展により，同じ震源域での２世代地震の比較解析が可能なところもでてくるなど，本課題を遂行する上で良い条件が出てきていることも特記したい．
1-3) 具体的目標
（１）大都市圏強震動総合ネットワークシステムの整備
１１年度の補正予算で整備された首都圏強震動総合ネットワークシステムにより，１１年度以降の強震記録のデータベースを収集し，その利用環境を整備する．またこのネットワークデータに基づいて，１３年度実施予定の国府津・松田断層周辺の構造探査に向けた予備調査を実施する．
（２）３次元不均質構造の強震動シミュレーション
数値シミュレーションにより，地震発生場の不均質性が強震動生成に及ぼす影響を調べる．これと，前年度に開発した経験的グリーン関数法とを比較し，３次元波動計算を取り入れた波形インバージョン法の有効性を検討する．
（３）歴史地震記象による大地震のアスペリティ分布
過去100年間の日本周辺海域の大地震について，地震記象（強震計）の収集と解析を行い，アスペリティ分布を調べる．一方，ＧＰＳデータから，沈み込み帯での不均一バックスリップ分布を求め，アスペリティとの位置関係を調べる．三陸沖，南海トラフ，日向灘北部に重点を置く．
（４）直下型地震の地震環境評価
花折断層と山崎断層を重点地域として，断層周辺の地殻変動，微小地震活動，地下水位の変動を観測する．とくに，中小規模の地震に先行する静穏化の有無と地殻歪みの変化から，断層すべりの挙動を調べる．また，すでに得られている地震データで，初期破壊の有無と短周期地震動の励起の関連性，初期破壊継続時間とアスペリティサイズの関連性を調べる．
2) 主要な成果の概要
2-1) 主たる成果
・全国６大都市圏の拠点大学に強震動総合観測ネットワークシステムが整備され，これにより自治体等の強震計・震度計観測網の波形データを大学に収集するシステムが構築された．
・三宅島雄山の大陥没や傾斜変動に伴う地動を島内で観測し，単力源や膨張成分を含む非断層震源の定量的パラメーターが決定された．また，その実体として，「地下水の突沸による間欠泉モデル」や「マグマ溜まりへの岩塊ピストン落下モデル」が提唱され，他の観測データとの整合性について検討が行われている．また，群発地震の記録を使って，減衰（Ｑ）トモグラフィーを求めた結果，マグマの貫入を示唆する減衰帯の存在が得られた．
・３次元不均一構造中の波動を効率よく計算する手法としてPseudo-Spectral Methodと Finite-Difference-Methodのハイブリッド型並列計算法(PSM/FDM法)を開発し，集集（台湾中部）地震の波動場計算に適用してその有効性を確かめた．
・歴史地震記象の解析により大地震のアスペリティ分布を求めた．とくに三陸沖の地震については，「個々のアスペリティが単独で動けばＭ7クラス，複数が連動するとＭ8クラスの地震」という特徴が得られた．またアスペリティでの地震モーメント解放量はプレートの相対運動から推定されるモーメント蓄積量とほぼ同程度だということがわかった．一方，1944年の東南海地震では熊野灘を中心に長さ百数十kmに渡る「べた一面のアスペリティ」が得られるなど，地域毎の最大地震や発生パターンはアスペリティの分布パターンと密接に関連していることが見えてきた．
・日向灘から豊後水道にかけての地域では，大地震時のアスペリティと非地震性滑りの領域が互いに相補的な関係にあることが明らかになった．
・2000年鳥取県西部地震の震源域では，先行した活動域のやや下から初期破壊が始まり，大きな断層滑りは浅いところで生じた．破壊開始点の直下30km付近に発生していた低周波地震もいくつか検出された．低周波地震発生域と地震発生層との間には約10kmのギャップがあること，また本震破壊域の直下は低比抵抗域であることも明らかにされた．
・山崎断層に沿った小地震についてメカニズムを求めた結果，断層の中央部に比べ断層が枝分かれしている末端部で主応力軸が回転していくことがわかった．
3) 成果の自己評価
3-1) 成果の地震予知研究に対する位置づけ
過去の大地震の波形記録から個々の地震のアスペリティ分布が得られた．これをＧＰＳデータから推定される非地震すべり分布と比較することにより，アスペリティと非地震すべり域とが空間的に棲み分けられているらしいことが明らかになってきた．また，このような棲み分けがプレート境界面の不均一構造に反映されている可能性も見えてきた．たとえば，三陸沖地域では非地震すべり域がＳ波反射の強い領域に対応しているらしい．このことは大地震のアスペリティ領域を，ＧＰＳデータ解析によるバックスリップや精密な反射構造探査等によって，事前に同定することができることを示唆している．
アスペリティが特定されれば，地震の準備過程をモニターする上で的を絞り込むことができる．すなわち，アスペリティ周辺の非地震性すべりと地震活動の変化である．また，我々の得た結果は大地震のトリガーに関して，「破壊核モデル」とは別に，「すべり特性の不均一性」の重要性を示唆した．
3-2) 目標の達成度
我々の掲げた目標は，㈰震源過程を詳しく調べることにより地震時断層すべりの大きい領域（アスペリティ）やそれに関連した応力変化（応力降下と相対強度）を求めること，㈪これにより地震発生前の応力状態や固着の不均一性を明らかにすること，㈫それをＧＰＳ等の長期的な地殻変動データと比較することにより，アスペリティとその周辺の非地震性すべりとの関連を明らかにすること，さらに㈬近地の強震計記録を有効活用するために，地殻の３次元不均質構造の影響についても研究を進めることであった．これらについて我々は大きな研究成果をあげた．とくに㈫，㈬についてはほぼ目標を達成した．また㈰についても着実に事例研究が進んでいる．
3-3) 計画の妥当性と今後の方針
得られた結果は地震発生及び強震動の予測にとって極めて重要な意味をもつ．とくに，ＧＰＳデータによるバックスリップ域（固着域）と非地震性滑り域，及び，大地震のアスペリティの関係が明らかになりつつあることは，プレート境界の不均一構造の物性を明らかにする上で重要な手がかりとなる．今後，テストフィールドを設定するなどして，構造探査や地殻変動グループとの連携を強め，課題を掘り下げていく必要がある．
海溝の地震についてはこれまでの延長で計画を進める．内陸の地震については，２世代に渡る地震の比較研究は不可能であるが，ここでは個々の既往地震についてアスペリティの位置，深さ分布，非地震性滑り域（余効滑り）の関係に焦点をあてて研究を進める．
強震動の予測も念頭に置き，破壊の開始点とアスペリティの位置関係を震源断層の形状と関連づけて検討する．数値シミュレーションに必要な地下構造データの収集については，人工地震探査のみならず強震計ネットワークのデータを積極的に活用していく．
