(1) 内陸地震発生域における不均質構造と応力の蓄積・集中過程の解明

(1-1)　2011年東北地方太平洋沖地震にともなう地殻応答

2011年東北地方太平洋沖地震の後、日本列島では大きな余効変動が観測されており、それに伴い活発な地殻活動が観測されている。東北日本弧の地殻・マントル構造を明らかにするとともにレオロジーモデルを構築して、得られたモデルに基づくシミュレーションを行い、シミュレーション結果と観測データとの比較を通じて、今後の内陸地震や火山噴火の発生ポテンシャルの評価を目指す研究を行っている。シミュレーション解析を行うためには、モデル化に際して島弧を横断する測線の地殻構造が明らかになっていることが重要である。そこで、地震観測においては、福島県のいわき-猪苗代湖測線に約1.5km間隔で臨時観測点50点を設置し地震観測を行い、データの解析をおこなった。

解析には、２０１４年１０月～２０１６年６月に発生した震央距離30°～90°のMw5.9以上の地震を用いた。観測点下の速度構造を得るために、観測されたレシーバ関数とS波速度構造を与えて計算された理論レシーバ関数との間で最急降下法を用いて波形適合を行い、最も合う地殻構造モデルを推定した。速度構造の解析の結果から、測線上における深さ1km～2kmの火山性堆積物と見られる低速度層の分布が明らかとなった。また、深さ5km～10kmに顕著な高速度領域が確認された。また、それらが棚倉断層によって断裂されている事から、棚倉断層の北部延長を確認することが出来た。

文献：　磯部渉，稠密アレイを用いたレシーバ関数解析による東北南部前弧域の地殻・マントル構造の研究，東京大学修士論文，2017

(1-2)　茨城県北部・福島県南東部の地震活動と応力場の研究

2011年福島県浜通り地震の震源域での稠密地震観測網（約60点から構成）の維持を継続するとともに、連続波形記録の統合処理を行った。2011年7月から2016年12月までに発生した地震に対して、波形の相互相関法から抽出した相対走時差データを用いて震源再決定を行った。2016年12月28日にM6.3の地震が茨城県北部地域の地殻内で発生した。発震機構解は東北東－西南西方向に張力軸を持つ正断層型であり、本地域で起きている地震の典型的なものであった。M6を超える地震が同地域で発生したのは、2011年3月19日に発生したM6.1の地震以来、約5年半ぶりであった。2016年と2011年のM6級の2つの地震発生直後の余震活動を比べると、それらの震源分布が3次元的にほぼ重なることが明らかになった。地震活動は、北北西－南南東方向に延びる長さ約15 kmの領域に分布し、西南西方向に約45度で傾斜する面状分布を呈する。国土地理院による地殻変動データ解析に基づくと、M6級地震の大滑り域の中心は震源の面状分布の浅部延長に位置しており、地震活動が相対的に低い領域に相当する。このような大滑り域と余震活動の相補的な関係は、過去の大地震で見られていた特徴と一致する。

 (2) プレート境界域における不均質構造と地震活動の解明

 (2-1) 紀伊半島北東部におけるプレート境界すべり現象メカニズム解明のための地下構造異常の抽出

深部低周波微動活動度が異なる地域下での沈み込むプレートやマントルウエッジの構造を高分解能で明らかにし、それらを比較することで、スロースリップイベントや深部低周波微動等の多様なプレート間の滑り現象を規定する地下構造異常を抽出する研究を進めている。2016年は、2017年に深部低周波微動の活動が不明瞭な領域の紀伊半島中央部で予定している地震観測測線の観測点候補地の調査と許認可作業を進めると共に、2015年に紀伊半島北東部の深部低周波微動が明瞭な領域を通る「甲賀‐南伊勢測線」で取得した地震観測データを使用したトモグラフィー解析を実施した。また、得られた速度構造と研究対象領域の地震活動度との検討を行うために、本研究で得た定常観測点の観測点補正値と地震波速度構造を用いて、2000年1月1日から2015年5月25日までの気象庁一元化処理震源の検測値を用いた震源再決定を行った。得られた地震波速度構造、再決定した震源分布をIwasaki et al.（2008）によって示された「甲賀‐南伊勢測線」下のフィリピン海プレートの形状と比較すると、沈み込む海洋性地殻下の上部マントル内に、モホ面と平行な北傾斜の震源分布が確認できる。深部低周波地震は、沈み込むフィリピン海プレートが島弧下のマントルウエッジと接する近傍で発生し、深部低周波地震発生域の地震波速度は、P波速度が低下し、Vp/Vs値は大きくなる特徴を示している。特にVp/Vs値は、海洋性地殻下の普通の地震発生が発生している近傍とマントルウエッジ内で大きくなる傾向があることが明らかになった。