3.2.2 精密な重力観測に基づく研究

(a)長野県松代における精密重力観測

 長野県松代において,超伝導重力計を用いた重力連続観測を行っている.重力計の記録から,2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震のあと,年間およそ10マイクロガルという大きなレートで重力が減少を続けていることが明らかになった.この観測点は,地震の震源域からは400km以上離れており,GEONETによるGNSSデータから推定される上下変動は比較的小さいにもかかわらず,このように大きな重力変化が見られるのは,地震のあと継続しているアフタースリップあるいは粘弾性緩和による地下の密度変化をとらえていると考えられる.超伝導重力計のドリフトを補正する目的で,絶対重力測定と組み合わせることにより,長期的な重力変化を追跡している.

(b)東日本における長期的重力変化

 前項で述べたような,東北地方太平洋沖地震後の長期的重力変化は,東日本の広い範囲で継続している.この現象を詳しく調べるため,北海道から中部地方にいたる数カ所において,絶対重力測定を実施している.2021年には弟子屈,水沢,蔵王において測定を行なった.また,絶対重力測定データの長期的な均一性を担保するために,絶対重力計の器差を厳密に検定する作業を開始した.

(c)伊豆大島における重力測定

 近年の伊豆大島は約1~2年周期の短期的な膨張・収縮を繰り返しながら,長期的には膨張傾向にある.地震研は,1998年頃から断続的に絶対重力計と相対重力計を組み合わせたハイブリッド観測を行ってきた.2021年も11月上旬にハイブリッド観測を実行した.また,重力変動のデータに加えて,GNSSによる地殻変動のデータ,降雨量のデータを組み合わせたモデル化を行うことで,膨張源での質量増加量を推定することを試みている.

(d)桜島における重力測定

地震研は,絶対重力計を用いた桜島での連続測定を2008年頃から続けてきた.絶対重力計は,京都大学防災研究所と国土交通省大隅河川国道事務所の協力の下,桜島南麓にある有村観測坑道の入り口付近に設置されてきた.2020年はわずか数日間のデータ取得しか行えなかったが,2021年10月には約1か月間の連続データを取得することに成功した.2017年頃からのデータを概観すると,約4マイクロガル/年の重力増加の傾向にあることが分かってきた.

(e)沖縄県石垣島における精密重力観測

 沖縄県石垣島において,2012年から超伝導重力計による重力連続観測を行なっている.この地域の地下では,約半年に一度,スロースリップが発生していることがわかっている.この観測では,地下の高圧流体がスロースリップの発生にどのように関わっているかを,重力をとおして解明することを目的としている.この場所では,大気・海洋・地下水が相互作用を及ぼしあい,重力に複雑な影響を及ぼしていることがわかってきた.それを効果的に補正するため,周辺地域において水文観測や重力サーベイを繰り返し実施している.