| 教授 | 新谷昌人(兼任)，吉田真吾(兼任) |
| 准教授 | 青木陽介，今西祐一，中谷正生(部門主任)，綿田辰吾 |
| 助教 | 高森昭光，西山竜一 |
| 特任研究員 | 伊東優治 |
| 外来研究員 | 永田広平 |
地球計測系研究部門では，波動場の観測と理論から地震や津波の理解を深める研究，精密な重力観測に基づいて地球内部で起きている現象を解明する研究，最先端の地震観測や地殻変動観測等によって地震発生や火山活動などを詳細に解析する研究，観測や室内実験のデータと理論を結びつける研究，超精密機械工作やレーザー干渉など最先端の技術を用いた高度な観測機器を開発するための研究などを進めている．
爆発的噴火から溶岩ドーム噴火までの多様な火山噴火現象の統一的理解と，観測データに基づく噴火条件の推定手法の確立を目指し，数値実験と理論的研究を行っている．具体的研究課題は，火山噴煙・火砕流のダイナミックスに関する数値モデルの開発，火道中のマグマ上昇に関する数値モデルの開発，および，これらのモデルに基づく逆解析の理論的研究である．
火山噴煙については，近年，気象レーダーや人工衛星を用いた観測によって噴煙高度やその拡大が高精度で測定されるようになってきた．そこで，３次元噴煙モデル・１次元噴煙モデルを開発し，これらの観測データを定量的に再現する数値実験を進めている．また，実際の噴火で得られる多項目野外観測データ（噴煙の気象レーダー・人工衛星観測や降下火砕堆積物の地質データなど）から火口における噴火条件を推定するために，噴煙ダイナミクス・火山灰拡散・降灰過程モデルの逆問題について理論的研究を進めている． さらに，著しい粒子濃度勾配を持つことで特徴付けられる火砕流のダイナミクスを再現する数値モデルを開発し，火口における噴火条件と火砕流の到達距離の関係を調べている．
火道流については，１次元・３次元火道流モデルを用いて，爆発的噴火における噴火様式の推移に対する火口形状の影響，および溶岩ドーム噴火から爆発的噴火への遷移に対するマグマの脱ガスや結晶化の影響を調べている．特に，１次元火道流モデルと３次元噴煙柱ダイナミクスモデルを組み合わせることによって，噴煙柱崩壊による火砕流の発生条件を調べている．また，火山周辺の地殻変動観測と噴出率観測データを組み合わせて１次元火道流モデルによる噴火の推移予測を行うデータ同化の理論的枠組みの構築を進めている．
（1-1）地震発生タイミングに関するシミュレーション研究
地球計測部門と協力して，巨大地震の発生領域近傍のすべりイベントが地震発生タイミングに及ぼす影響を，地震発生サイクルシミュレーションで調べた．本年度は，深部で繰り返すスロースリップ(SSE) による応力載荷を模した一自由度断層モデルで，SSEから地震発生までの時間を調べ，SSE発生後の地震発生確率の推移を求めた．SSEが大きいほど地震の発生はSSE後短い時間に集中したが，１回の地震サイクルにおける応力蓄積の3/10を1回のSSEにより受け取るような大SSEであっても，SSE後132日以内に地震が起きる確率は50 %に留まった．これは二次元弾性体モデルで調べた結果よりも低く，連続体モデルにおいてSSE発生以前に断層面上に形成されている応力集中の空間構造がSSE後の地震発生の強い集中をもたらすことが示唆された．
（1-2）不均質媒質中の地震発生モデリングの研究
現実的な不均質構造をモデル化した地震発生サイクルシミュレーションを目指し，その基礎となる2次元静的亀裂問題におけるすべり応答関数の解析表現の導出を行った．導出された応答関数を用いて，2層境界媒質中の亀裂の静的変形場を数値的に求めるプログラムを作成した．数値計算の結果をベンチマークとなる解析解と比較し、導出された関数の正しさを確認した．
（1-3）P波前地震重力信号の研究
地震震源を観測する新たな窓としてP波前地震重力変化に期待が集まる.昨年度，2011年Mw9.0東北沖地震のF-net広帯域地震計記録の解析から,P波前地震重力信号の存在有無の論争に決着がつけられた．本年度は、P波前地震重力信号の波形情報を用いた震源情報抽出の研究を進めた．昨年の研究において検出した上下動成分に加えて，Hi-net高感度加速度計データから検出した水平動成分を加えた3成分全波形を用いた震源パラメタ逆解析（メカニズムとM）を行った．重力変化の鉛直成分からは拘束困難であった東北沖地震の断層傾斜角が、P波前水平信号成分からよく決定されることが示された．これはP波前地震信号が地震震源の新たな観測窓として機能する初めての例を示すものである．今後，信号波形を定量的に活用する「Ｐ波前重力信号地震学」の展開が期待される．
| 教授 | 小屋口剛博（部門主任） |
| 准教授 | 亀 伸樹，西田 究 |
| 助教 | 大谷真紀子 |
| 日本学術振興会特別研究員 | 髙野智也 |
| 外来研究員 | 石井憲介 |
| 大学院生 | 大竹和機(M1), 加藤翔太(M2)，木村将也(D3), Perakhozhau Fiodar (M2)，渡邊信吾(M2) |
本部門では，地震や火山活動およびそれに関連する現象を理解するために，数学・物理学・化学・地質学の基本原理に基づく理論モデリングの研究を行っており，その内容は多岐にわたる．
構成は2018年1月現在