「地震・火山科学の共同利用・共同研究拠点」である地震研究所と「自然災害に関する総合防災学の共同利用・共同研究拠点」である京都大学防災研究所は，2014年度から地震・火山に関する理学的研究成果を災害軽減に役立てるための研究を推進するために，拠点間連携共同研究を実施している．両研究所の教員及び所外の教員からなる拠点間連携共同研究委員会を設置して，共同研究の基本方針を決定した上で，両研究所の拠点機能を活用し全国連携による共同研究を実施している．これまでに，震源から地震波伝播，地盤による地震動増幅，建物被害など，地震動被害に影響を及ぼす個別の要因を評価した上で，全体としての評価の精度を向上させることを目的として，南海トラフ巨大地震のリスク評価研究などを実施してきた．

南海トラフ周辺の海域下で発生する地震について，DONETの観測記録を用いることによって，海底下地震波速度構造を詳細に決定し，さらには震源の決定精度を上げることが可能となり，巨大地震発生域の検討や地震波伝播特性についても詳しい議論が可能となる．一方で，熊野灘より海溝軸近辺のスロー地震が比較的頻繁に発生す場所では，DONET1と2の間に若干の観測網でカバーできていない領域も存在するため，海底地震計を用いた機動的観測を行うことによって，速度構造や震源決定の精度を向上させることができる．そこで，海洋研究開発機構の観測船「新青丸」を利用し，そのKS-19-18次航海で15台の海底地震計を7観測点に設置した．そのうちの5観測点には海底地震計を1台ずつ設置した．それ以外の2観測点は海溝軸近傍の微動や超低周波地震の発生域にあたり，これらの活動の詳細を把握するために，それぞれの観測点で海底地震計5台を～2 km間隔の十字型に設置して，地震計アレイを構築した．さらに今年度は，気象庁一元化震源カタログからマグニチュード2以上の地震を抽出し，これまでに得られた南海トラフ周辺で得られた速度構造を参照して震源再決定を行うための準備を行なった．また，DONET観測波形を用いた海域から陸域まで通した地震波伝播特性を理解するため，精度を向上した震源情報に基づいた解析を行うための準備を行なった．

　地震波による核実験の探知は，地震学の応用として重要であるだけでなく，これを目的とした観測網の整備など，地震学の発展とも関係している．核実験探知のための手段としては，地震波の他に微気圧振動，水中音波，放射性核種の観測が考えられるが，近年行われている地下核実験は封印技術が高いため，地震波以外は観測されないことが多い．また，時間的に最も早く事象を検知できるのは地震波である．そこで，これまでに日本語の文献で公表された，日本における地震波による核実験探知の研究についてレビューした．

　現在入手できる最も古い文献は，久保寺・岡野（1960）であると考えられる．久保寺らは，1958年6月及び7月に米国がビキニ環礁で行った水爆の実験で，微気圧振動が到達するのと同じ時刻に，長周期地震計にも周期９分～１分程度の長周期の波動が記録されていたことを報告しており，それは，気圧変動によって地震計の振り子部分に浮力変化が生じたからであろうとしている．また，気象庁観測部（1972）は，1971年11月7日（日本時間）に米国によってアリューシャン列島アムチトカ島で行われた，TNT火薬約５メガトン級と言われる最大級の地下核実験による地震波形の記録を，ほぼ全国の観測点分掲載している．

　核実験を自然地震から識別するための研究は，主に気象庁松代地震観測所（2016年4月1日に無人化）において観測された地震波形を用いてなされている．山岸・他（1973）は，地下核実験のP波のスペクトルは短周期の波が卓越していることを述べた．また，大規模な地下核実験であれば，Msとmbを比較すれば識別は可能，と結論づけた．関・他（1980）は，地下核実験でも規模が大きくなるとS波や表面波が観測されることを指摘した．涌井・柿下（1986）は，MbとMSの比を使う識別方法は，大規模な地下核実験にしか適用できないことを指摘した．鎌谷（1998）は，複雑度，スペクトル比，周波数３次モーメントを使って，松代地震観測所の短周期上下動成分で観測された米国ネバダ州と中国シンチャンを震源とする地震波形を解析し，Mb5.3以上のイベントでは地下核実験の複雑度は全て1.00より小さいことを示し，自然地震からの識別には複雑度が最も有効であると述べた．複雑度とはDahlman & Israelson (1977)らによって提唱された指標で，P波の前半部分と後半部分の二乗振幅和の比を取った値であり，減衰が早いほど複雑度は小さくなる．岡本・神定（2007）は，2006年10月9日の北朝鮮による地下核実験（Mjma4.9，USGSによるmb4.3）について，松代の他，IRISの牡丹江と仁川の地震波形も解析し，PnやPgは自然地震のものと比較して高周波数に卓越していること，P波輻射は爆破震源に見られる等方輻射パターンであること等を示した．また，小山（2007）は，同じ核実験について，松代の短周期地震計波形を使用して複雑度とスペクトル比を求め，複雑度よりもスペクトル比の方が識別しやすいとした．

　菊地（1997）は，1995年～1996年の中国とフランスによる核実験について，IRIS観測点の波形を用いてモーメントテンソルを求め，３つの主値の組み合わせが自然地震とは明らかに異なることや，核実験の震源としては中国は針状，フランスは円盤状のものが推定されることを示した．菊地は，震源の深さが数キロ未満で，かつ，Msとmbの差が大きい地震についてモーメントテンソルを求めることにより効率的に核実験の監視ができるであろうと述べた．

　核実験探知そのものを目指した研究ではないが，石川・他（1988），森脇・石川（2007），石川（2007）は，松代地震観測所における地下核実験の観測能力等について調査した．また，吉澤（2008）は，IRISと防災科学技術研究所のF-netで観測された2006年10月9日の北朝鮮による地下核実験の地震波形を用いて，各相の震幅や見かけ速度を求め，日本海の地震学的構造を論じた．

　日本における地震波による核実験探知の研究は，最近10年間はあまり進展していない．近年，核実験が行われる頻度は低くなっているが，核実験の識別技術についての最新の研究成果を取り入れ，地下核実験の識別技術を高める研究を継続的に進めていくことは必要であろう．日本では，北朝鮮付近を震源とする，自然地震ではない可能性がある地震波を気象庁が観測した場合は，気象庁が即座に首相官邸に連絡するとともに記者会見を開き，その事象のパラメーターを発表する．そして，過去に行われた北朝鮮の地下核実験や自然地震の波形と比較した資料を提示して，S波が不明瞭であるなどの地震波形の特徴を根拠として「自然地震ではない可能性がある」との説明を行っている．また，CTBTO（包括的核実験禁止条約機構）のデータをもとに核実験を監視する機能を担うNDC1（国内データ・センター１）である気象協会は，核実験が行われた際には地震波形の解析を行うが，監視業務の委託元である公益財団法人日本国際問題研究所ホームページで公表されるのは，「爆発事象の特徴を有する波形であるので，この事象は核爆発を含む人工的な爆発事象である」といったシンプルな報告のみであることが多い．

三宅島は1940年，1962年，1983年，2000年とおおむね20年の間隔をおいて噴火活動をおこなっている．前回のカルデラ崩壊を伴った2000年噴火から20年を経過しようとしており，次期活動へ準備過程に入っている可能性がある．現在の火山体下の構造を把握するために，2019年5月〜6月に広帯域MT観測を実施した．全23点で各1ヶ月強電磁場計測をおこなった．今後解析を進め，現時点での三宅島下の比抵抗構造を明らかにする予定である．また，2012年に取得した広帯域MT観測データを用いた構造解析を実施した．当時は雄山を中心とし北東ー南西に横切るように12点の観測点を設置した．加えて，その測線から外して，島南部および北西に各1点ずつを設置し，計14点でおよそ1ヶ月間電磁場計測をおこなった．

3次元構造解析の結果，得られた比抵抗構造には次の3つの特徴がみられた．

• （１）地表から深度数100m（標高0mもしくはそれ以高）に高比抵抗帯が見られた．ただし，山頂直下ではその層は薄くなっている．
• （２）その下からおよそ標高-1000mに低比抵抗層が広くみられた．
• （３）さらにその下は再度高比抵抗に転じたが，山頂火口直下のみは低比抵抗体が存在することがわかった．

この構造を別の側面から検証するために，山頂下標高-2.5kmの地点に火山性流体源が存在するものと想定し，透水率の高い火道を通じて鉛直上向きに熱水が注入されるとその影響により水や温度・圧力がどのような分布をとるのか，熱水流動シミュレーションをおこなった．シミュレーションによって得られた含水率，温度，圧力などの状態を修正アーチーの式に基づいて比抵抗値に直した結果，先のMT観測結果による構造と調和的な比抵抗分布となった．熱水流動シミュレーションの結果に基づくと，（１）は不飽和層に相当するため電気の流れにくい高比抵抗体になっている．ただし，山頂直下は熱水が火道に沿って上昇してくるため低比抵抗になる．（２）は注入された水が飽和し，さらに水平方向にも滲み出し広がるため，比抵抗の低い層が広く分布することになる．（３）はそれに比べ，熱水が循環しておらず相対的に高比抵抗になっている，ただし熱水が注入されている火口直下のみは低比抵抗である．また，別のエビデンスとして，三宅島内で発生している地震に着目すると（２）に相当する深度では，B型地震が卓越する，一方，より深い３）に相当する領域では，A型地震が卓越しており，その境界は極めて明瞭で，比抵抗構造の（２）と（３）とを分ける標高-1kmに一致していることがわかった．この地震の発生メカニズムも，比抵抗あるいは熱水流動シミュレーションから示唆されていたように，（２）は火山性流体に富んでいる層であり，（３）は比較的にテクトニックな状態であることと整合的である．

このように比抵抗という一物理量に着目するだけでなく，物理シミュレーションを介して他の物理観測量と直接比較検討できるようになり，こうした研究の方向性は火山学の進展に大きく寄与するものと考えている．

剪断応力依存性を取り入れたNagata 則(Nagata et al. , 2012)に, Linker & Dieterich (1992)が求めた法線応力依存性を組み込んだRSF則に基づき， 2016年4月1日に三重県南東沖で発生した地震(Mjma6.5)によるCFFを計算した．計算にはOpenSWPC (Maeda et al., 2017)をMaedaが応力テンソルも求められるように改良したソフトウェアを用いた．その計算手法では，粘弾性，複雑な地形形状，日本列島全体の不均質速度構造の仮定のもと安定な計算を可能とする最新鋭の数値計算技法が盛り込まれている．動的なCFFd(t)の最大値CFFd_max，および静的なCFFsのプレート境界面上での分布を求めた．CFFd_maxはCFFsの値より大きいが，過渡的なものであるためトリガー効果が大きいわけではない．静的なトリガー効果に焼き直すために，動的応力変動の時間積分，摩擦パラメータ，間隙水圧などを含む関数CFFeqを評価してみると，海溝軸に沿ってCFFeqが大き結果が得られた．この地震後の4月3日から4月18日に海溝軸付近でSSEや超低周波地震のまとまった活動がみられたが，その説明になるかもしれない．

　ほぼ同じ場所ですべりが繰り返し発生する相似地震は，断層面のすべりの状態を示す指標として注目されている．また，地震の再来特性を考える上で重要な地震である．そこで，日本列島全域に展開されているテレメータ地震観測点で観測された地震波形記録を用いて，日本列島および世界で発生している小規模～中規模相似地震の検出を継続的に行っている．その結果，沈み込むプレートの上部境界では，長期間にわたって繰り返す相似地震群が多数検出された．相似地震群の再来間隔を基に推定したプレート境界におけるすべり速度分布は，大地震が発生した直後は速く，大地震発生間では遅いなど，各地域のプレート間固着状態を反映した特徴を示している．また，上盤側プレートで発生した大地震の余震活動や群発地震活動の中にも相似地震が見つかった．その多くは地震活動が活発な時期にのみ発生するバースト的な活動を示す．一方で，1995年兵庫県南部地震の余震域や2011年東北地方太平洋沖地震発生後に地震が誘発された福島県南部から千葉県銚子沖，2016年熊本地震の震源域周辺等では，長期間にわたり繰り返し活動する様子が見られている．推定されたすべり速度の時間変化は，各断層面において余効すべりが生じていることを示唆している．

　2011年に発生した東北地方太平洋沖地震以降，特定の地域において地震活度が増加したり減少したりするなど内陸部の地震活動に大きな変化がみられた．これは，プレート境界における変位により，日本列島の内陸部の地殻の応力状態が変化し，地殻活動の変化が見られたと考えられる．プレート境界の大きな変位に伴う内陸部での地殻活動の変化の把握と解明は，プレート境界の運動に対する日本列島の地殻応答として，内陸部に発生する内陸地震の発生メカニズムを把握するためにもひじょうに重要である．これまでに，東北地方太平洋沖地震以降，地震活動の急激な増加が見られたいわき地域を通り，島弧を横断する形で新潟に抜ける測線での，地球物理学的観測研究を行った結果，地震学的研究や電磁気学的観測研究から，脊梁地域や日本海側においても地殻内部に低速度域や低比抵抗域が見つかるなど，地殻内流体の存在についての証拠が示されてきた．しかしながら，地域的な違いが大きいため，全体の構造を理解するためには，さらに広い領域での解析と比較検討が必要となった．また，脊梁地域や日本海側で検出された低比抵抗域が地震発生域とどうつながるかについて，地震発生ポテンシャルの解明に向けた研究が重要な課題となった．

　これらの成果を踏まえ，東北地方太平洋沖地震発生後飛躍的に地震活動の増加した阿武隈山地より南側の，地震活動の増加が見られなかった北関東から2004年新潟県中越地震の震源域を通る島弧を横断する測線を調査対象とし，島弧の地殻・上部マントルの高精度な不均質構造モデルを構築するために29点の地震観測点を展開し，自然地震観測を開始した．

　全国の大学等が連携して実施している「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」を推進するために，地震研究所には地震・火山噴火予知研究協議会が設置されている．地震・火山噴火予知研究協議会の下には，推進室と戦略室からなる企画部が置かれ，研究計画の立案と実施で全国の中核的役割を担っている．企画部推進室は，流動的教員を含む地震火山噴火予知研究推進センターの専任教員，地震研究所の他センター・部門の教員から構成されている．流動的教員は，地震研究所以外の計画参加機関にも企画部の運営に参加してもらうために，東京大学以外の大学，関連機関から派遣されており，2年程度で交代する．戦略室には，効果的に研究計画を推進するために，東京大学地震研究所以外の多くの大学の研究者も参加している．企画部では次のような活動を行っている．

1. 協議会の円滑な運営のため常時活動し，大学等の予算要求をとりまとめる．
2. 地震・火山噴火による突発災害発生時に調査研究を立ち上げるためのとりまとめを行なう．
3. 大学の補正予算等の緊急予算を予算委員長と協議し，とりまとめる．
4. 研究進捗状況を把握し，関連研究分野との連携研究を推進する．

　毎年３月に成果報告シンポジウムが開催され，大学だけでなく研究計画に参加するすべて機関の研究課題の成果が発表される．科学技術・学術審議会測地学分科会が毎年作成している成果報告書では，各課題の成果報告に基づいて全体の成果の概要をとりまとめている．

　2019年度から開始された「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第2次）」では，災害科学として重要な次の5つの対象について，研究分野を横断した総合研究を実施することとなっている．南海トラフ沿いの巨大地震，首都直下地震，千島海溝沿いの巨大地震，桜島大規模火山噴火，高リスク小規模火山噴火．これら総合研究を効果的に実施するために，それぞれについて総合研究グループを設置して，研究集会等によりグループ内での密接な情報交換ができるようにした．2019年6月の山形県沖の地震に際しては，地震活動をより精度良く把握するための緊急研究実施のための援助を行った．また，地震・火山噴火予測研究の現状を正確に社会に伝えることを目的として，主に報道関係者を対象とするサイエンスカフェを開始した．

• 3.10.1 地震・火山噴火予知研究協議会企画部
• 3.10.2 陸域機動観測
• 3.10.3 相似地震
• 3.10.4 法線応力に依存するNagata則に基づく地震のトリガーモデル：2016年三重県沖地震への適用
• 3.10.5 三宅島比抵抗構造探査
• 3.10.6 日本における地震波による核実験探知の研究
• 3.10.7 拠点間連携共同研究