3.5.1 陸域機動地震観測

(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

 内陸地震発生メカニズムを解明することは,災害を軽減するために非常に重要な課題である.内陸地震のメカニズムを理解するためには,断層への応力集中とひずみの蓄積について理解することが重要である.また,内陸地震発生には地殻内流体の存在が大きく関係していることがわかってきている.そのような地殻内流体が,島弧のシステムの中でどのように生成され,移動し断層近傍に存在するのかについて理解することは重要な研究課題である.この目的のために,同一測線上での地震・電磁気観測を進めている.レシーバ関数解析で得られた地震学的構造と,電磁気学的研究グループによって求められた比抵抗構造(3.5.4参照)との比較検討を行うことにより,特に間隙流体の存在に着目した島弧構造が明らかとなり,地震火山活動の発生に対する地殻内流体が果たす役割の理解が深められることが期待される.

 2014年~2018年にかけて実施したいわき・北茨城誘発地震発生帯から新潟平野に達する測線において,レシーバ関数解析については,火山フロント付近から前弧側にかけての断面が得られ,MTデータ解析については全測線にわたる島弧横断断面が推定されている.これらを比較することにより,比抵抗構造から求められた火山フロント付近の低比抵抗域が,レシーバ関数解析によって求められたモホ面を超えて明らかにマントルから地殻へと延びていることがわかった.低比抵抗域は上部マントル深部から続いている可能性があり,地殻に存在して内陸地震活動を規定する流体の供給源となっている可能性がある.今後さらに複数の測線において,流体の存在域と地震発生域との相関関係を明らかにし,内陸地震発生のポテンシャルを明らかにしようと研究を続けている.

(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年東北沖地震以降の活動が継続している茨城県北部・福島県南東部における稠密地震観測網(40点)の維持を行った.2021年8月以降は,臨時観測点39点による観測が継続している.約10年間に蓄積された波形データを用いて,気象庁一元化処理震源と一致する震源を再決定した.気象庁の検測値に加えて,自動処理による読み取り値を用いて初期震源を推定した.その後,近接イベント間の相対走時差データを読み取り値と波形相関法に基づいて抽出し,相対走時差データを用いたDouble differential法により震源再決定を実施した.震源分布の特徴は,従来の自動震源処理結果と類似しており,共役関係にある南西傾斜と北東傾斜の断層面を示す震源の並びが多数見られ,震源域中央部では南西傾斜の幅の薄い面状の震源分布となり変形が局在化している.深さ約13㎞から約25㎞の範囲で,震源域の東側から西側に低角度で傾斜する震源の複数の並びが明瞭に確認され,前弧域における中・下部地殻内の変形帯を表している可能性が挙げられる.

(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) 四国地域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

 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.2021年は,スロー地震の活動様式に違いがある四国東部地域で稠密地震観測を実施する為に,既存地殻構造探査で得られた結果や定常的な地震活動度,西南日本の他のスロー地震発生域で取得した稠密地震観測データによる最新の解析結果を参考にしながら観測点配置の検討を行った.検討結果を基に現地踏査を実施して確定した設置場所で,2021年12月13日より観測を開始した.本観測では,徳島県阿波市から海陽町に至る「阿波‐海陽測線」(測線長:約70 km)上の70か所(観測点間隔:約1 km),三好市から神山町に至る「三好‐神山測線」(測線長:約60 km)上の30カ所(観測点間隔:約2 km)に臨時地震観測点を設置した.各観測点では,固有周波数4.5Hz の地震計によって上下動及び水平動の3成分観測を実施している.データ収録は2022年12月までを予定している.

 四国西部において,2019年に科研費・新学術領域研究「スロー地震学」によって取得した制御震源地殻構造探査データと,それ以前に取得されていた制御震源地殻構造探査データとを統合したデータに対して2次元波線追跡法,反射法解析を適応することで,島弧地殻や沈み込むフィリピン海プレートの形状を得た(Kurashimo et al., 2021).四国西部下の島弧モホ面は深さ25km~30 km,北傾斜の沈み込むフィリピン海プレート上面は深さ25-33 km付近にそれぞれ位置し,深部低周波微動発生域の南端は,島弧下のマントルウエッジが確認できる南端と良い一致していることを示した.