「地震・火山科学の共同利用・共同研究拠点」である地震研究所は，「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と，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．

沈み込み帯でのプレート間固着強度分布を把握するためには，海底地殻変動データに加え，通常の地震からスロー地震まで，プレート境界周辺での断層すべり運動の性質を理解することが重要である．南海トラフ沿い巨大地震断層域に当たる紀伊半島沖では，ケーブル式地震・津波観測監視システムDONETによって，海域下の多様な地震活動をリアルタイムで観測している．ここで観測される地震活動を詳細に把握するためには，特に速度の遅い堆積層を含む海底下S波速度構造を考慮に入れ，精度の高い震源分布を求める必要がある．これまでに，DONETの観測記録を用いたレシーバー関数解析によって，構造調査に匹敵する解像度でS波速度構造を推定できることを示している．

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る場所では，紀伊半島南東沖のDONET1と紀伊半島南西沖のDONET2の間に若干の観測網でカバーできていない領域が存在するため，海底地震計を用いた機動的観測を行うことによって海底下速度構造および震源決定の精度を向上させることができる．この目的のために，2019年6月に紀伊半島沖南海トラフ沿いに15台の海底地震計を設置して観測を開始した．2020年12月から2021年1月にかけて，この観測網周辺にて活発な微動活動も発生しており，プレート境界の空間的特徴を把握するためには通常の地震と微動との判別をする必要が生じた．これには機械学習の適用を念頭に手法の検討を進めており，海底地震計観測波形から代表的な地震は検出可能であることを確認した．さらに，微動と地震の検出判定に関して，その判別精度の確認を進めている．このDONET観測網でカバレッジの悪い領域で海底地震計を用いた機動観測は継続して実施しており，これまで取得された観測記録も利用して，南海トラフ軸近傍までの地震波速度構造の改良，および震源決定精度の向上を目指した研究を進めている．

レイリー散乱光を用い，光ファイバーを振動センサーとして利用する分布型音響センシング（Distributed Acoustic Sensing，以下DAS）は，近年地震学の分野において急速に利用されはじめている．DASは，片端にある計測器から光パルスを出力し，光ファイバー内からの後方散乱光を計測することで，光ファイバー内のケーブル方向のひずみを高空間密度で取得することができる．本方式の計測上の特徴の一つは，光ファイバーをセンサーとして利用するため，通常のセンサーに必要な電源供給が不要で，故障への耐性が高いことである．このため，アクセスが困難な海域における観測用途として，優れた方式と考えられる．

地震研究所は，海底に設置した地震計・圧力計との通信目的で，伊東半島東方沖，三陸沖，日本海粟島沖に海底光ファイバーケーブルを所有している．このうち，予備のため未使用で光信号が通っていない芯線のある三陸沖ケーブルシステムを利用し，2019年からDASをもちいたキャンペーン観測を都度実施している．2022年は三陸沖の観測と並行して，伊豆半島東方沖および日本海粟島沖におけるDAS実施の検討を行い，実効性の観点から，日本海粟島沖で試験観測を行うための調査をはじめることとした．

マントル遷移層物質であるWadsleyiteやRingwooditeは最大含水率が高いため，大量の水を含有している可能性が示唆されている．電気伝導度は含水率の多寡によってオーダーで変化する物性量であるため，電磁気探査はマントル含水率推定に有効な手段である．本研究では，全世界の71観測点の地磁気日変化データを解析し，マントル電気伝導度不均質構造を推定した．この周期帯は上部マントル下部～マントル遷移層上部にかけての電気伝導度構造を反映している．ただし，地磁気日変化は主に電離層電流を起源とし，その分布(Sq場)は複雑であり，MT法のような平面波分布の仮定が成り立たない．また，71観測点のデータでは複雑なSq磁場を描像するには不十分である．本研究では代わりに，大気圏―電離圏の高層物理を基にした数値モデルGAIAを電磁場変動ソースとして使用することにした．GAIAは気象再解析データを大気電離層結合モデルに同化しており，Sq場をよくモデル化していることが知られているが，一方で，固体地球の影響は考慮されていない．そこでGAIAを誘導電磁場とし，それにより固体地球内での電磁誘導により誘導された磁場との和であるトータルの磁場が，実際の観測磁場データとよく一致するように固体地球内の電気伝導度分布を求めた．具体的には，海洋と陸域の電気伝導度不均質のある表層とその下は1次元球殻成層モデルを仮定し，GAIAをソースとした電磁誘導方程式を複数のモデルに対して解くことで，各観測点に対して最も磁場データをよく説明する成層電気伝導度モデルを探索した．その結果，ヨーロッパでは，上部マントルで電気伝導度が0.1S/mを超える高電気伝導のモデルが，北西太平洋では，0.01S/m以下の低電気伝導モデルが有力であることがわかった．この違いは，沈み込むスラブによって輸送される水の量の差異であり，その原因はスラブの温度の違いを反映していると考えられる．年齢の浅い比較的温かいプレートは水を深部まで運ぶことができず上部マントル中で脱水してしまうのに対し，古い冷たいプレートは深部まで運ぶことができたため，先述の上部マントル含水量の差異がみられたと考えられる．

速度・状態依存摩擦則を利用して地震サイクルの数値シミュレーションを実施した．速度弱化域の長さWと不安定すべり発生に必要な臨界断層長h*の比W/h*が発生する地震サイクルの様式を支配することが知られている．W/h*が大きくなるにつれ，すべり様式は(1)安定すべり，(2)速度弱化域全域でのスロー地震の繰り返し，(3) 速度弱化域全域での通常地震とスロー地震の混在，(4) 速度弱化域全域での通常地震の繰り返し，(5) 速度弱化域全域での通常地震の繰り返しに加え速度弱化域の一部でのエピソディック非地震生すべりの発生，(6) 速度弱化域全域での通常地震の繰り返しに加え速度弱化域の一部を破壊する小地震の発生，のように変化することがわかった．(2)は，速度・状態依存摩擦則のうちaging lawで生じやすいことを確認した．(5)は本研究で新たに明らかになったものである．速度弱化域全域で地震が発生すると，この領域のせん断応力は低下する．深部での安定すべりにより速度弱化域最深部の応力は時間とともに増大するが，速度弱化域浅部での応力は低いままである．そのため，速度弱化域最深部において不安定すべりの発生に向けてすべり速度が加速し始めるが，すべり先端が浅部の低応力域に達したところで停止してしまい，結果としてエピソディックな非地震生すべりとなる．この発生機構は，浅部の低応力域において破壊が停止する点で(6)の速度弱化域の部分破壊と似ている．深部の安定すべりがさらに進行すると，速度弱化域内部のせん断応力も徐々に増大するため，最終的には速度弱化域全域を破壊する地震が発生する．その破壊核形成過程は，先行するエピソディック非地震生すべりの発生過程と途中までは良く似ており，見分けるのは困難である．

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や関連機関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．

2022年には，トンガ海底火山噴火とそれに伴う津波，および，能登半島の地震活動のための調査研究計画のとりまとめを行った．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．2022年はオンラインで実施された．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おり，文科省のHPで公開されている．2024年からの新たな5年計画を検討するために，次期計画検討シンポジウムをオンラインで開催した．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4回オンラインで開催した．それらの活動については，facebookを用いて随時情報提供している．

• 3.10.1 地震・火山噴火予知研究協議会企画部
• 3.10.2 応力不均一によるエピソディック非地震生すべり
• 3.10.3 高層物理に由来する地磁気日変化モデルを利用したマントル電気伝導度分布推定
• 3.10.4 海域地震観測システムの開発
• 3.10.5 拠点間連携共同研究