2024年1月1日，能登半島を震源とする強い地震が発生した。地震の規模はマグニチュード7.6で，輪島市などで最大震度7を観測した。この地震により，石川県を中心に広い範囲で甚大な建物被害，人的被害が生じた。災害科学系研究部門では，この地震における建物の被害状況を現地調査し，それらの被害要因を把握することを目的として，2024年1月から3月にかけて複数回，被災地を訪問した。輪島市では，図3.4.1に示すような鉄筋コンクリート造柱がせん断破壊している被害が確認された。せん断破壊は急激に耐力を失ってしまう脆い破壊形式で，鉄筋コンクリート構造では避けるべきものとされている。古い耐震基準で設計された鉄筋コンクリート造建物で発生してしまう事例が多い破壊形式である。輪島市ではこの他に地盤の変状によって，建物が傾き，それに起因して鉄筋コンクリート造の壁などにひび割れが生じている被害や，建物自体に損傷はないものの，周辺地盤が沈下している被害などが確認された。金沢市では，丘の上に建設された学校で，鉄筋コンクリート造校舎前の地盤が崩落し，杭やフーチングなど基礎構造がむき出しの状態となっている被害が確認された。地盤は崩落したにも関わらず，上部の建物に傾きや損傷は確認されなかった。強固な支持地盤に杭が打ち込まれるなど，基礎構造がしっかりと設計・施工されていて，建物がしっかりと支えられていたと考えられる。七尾市では，海に接する場所に建設された総合病院の複数の建物で被害が確認された。海が近いため，地盤が軟弱と考えられ，地盤の損傷，噴砂が激しく生じていた。2013年建設の鉄筋コンクリート造6階建て免震構造の病棟では地盤の変状による擁壁部の損傷が確認された。免震構造の建物では，免震層が上部の建物に比べて柔らかく設計されていて，地震の際にはその免震層が大きく変形する。そのため，大きく変形しても建物が衝突しないように建物と地盤の間にスペースが設けられている。擁壁とは，そのスペースの先の地盤が崩れてこないようにする壁のことである。
更に，被災した文教施設等の被災度判定調査を文部科学省から日本建築学会が委託を受け，同学会に新たに設置された能登半島地震学校建築被災度判定WGの委員として災害科学系研究部門のメンバーが参加し，被災度判定調査を行った。2024年2月に能登町の学校を，2024年3月に能美市，および珠洲市の学校を調査した。各学校の校舎などの被災度判定を行い，災害復旧方法を判断するための参考資料を作成した。
「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，現在も繰り返し観測を継続している．一方， 南海地震震源域西端にあたる，豊後水道沖の海域における地殻内地震波速度構造の詳細な解析を進めた．今年度は，過去に反射法地震調査3測線で取得された既存のデータに対して反射法全波形インバージョン法を適用し，沈み込んだフィリピン海プレート上面までの深さの地層境界について，境界面を挟んだP波速度のコントラストを高解像度で求めるための試行を開始した．現在までに，海底面下浅部のガスハイドレートの存在を示す海底疑似反射面と，深さ方向のP波速度反転とがいい一致を示しており，本解析の有効性が示されている．今後，プレート境界周辺での詳細な構造解明に向け，期待できる結果を示した．さらに本海域周辺での広い範囲における地殻構造の高度化を進めている．
(1) 火山噴煙のダイナミクス
爆発的火山噴火の理解を目指し，数値モデルの開発とそれを用いた大規模シミュレーション研究を進めている。爆発的噴火で放出される火山灰の堆積分布は、噴煙の上昇過程と傘型噴煙の拡大過程、大気風による輸送過程によって決まる。それぞれの過程が支配的な領域は互いにオーバーラップするため、統一的なモデルによって再現する必要がある。これまでに開発した３次元噴煙ダイナミクスモデルを大型計算機に実装し、噴火条件や大気条件を替えたパラメータスタディを実施した。噴火条件に関しては、噴出率を時間的に変化させ、より現実的な噴煙再現を目指した。また、大気条件に関しては、圏界面付近で風速が最大となるような現実的な条件を初期条件とした。大規模シミュレーションの結果、大気中における噴煙濃度、火山灰粒子サイズ分布、地表における火山灰堆積物分布データを取得した。これまでの１次元噴煙モデルや火山灰の堆積モデルと比較し、３次元の噴煙からどのように火山灰が堆積するのかを調べた。さらに、いくつかの実際の噴火事例に関して大規模シミュレーションを行い、人工衛星画像や堆積物分布といった観測データとの比較方法を検討した。
「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画（第３次）」の推進を担う地震火山研究連携センターにおいては，2024年度の改組より国の防災現業機関等との人事交流を実施し，官学連携による地震火山噴火研究成果の社会展開の促進を図っている．
その１年目となる本年度は，研究成果としてのシーズの収集のため，地震火山観測研究計画の各計画推進部会／総合研究グループが実施する研究集会等における最新の研究成果に関する情報収集や，個々の研究者との意見交換を行った．また，防災情報の発表におけるニーズの収集や最新の研究成果の共有のため，地震津波・火山・防災リテラシーのそれぞれの分野ごとに，気象庁内での窓口となる担当職員との情報交換を行った．
具体的な取り組みの一例として，「津波」と「地震動即時予測（緊急地震速報）」に関して，大学等の研究者と気象庁の技術担当者との勉強会・意見交換会を開催した．津波は「鳥島近海を震源とする津波」および「非地震性津波全般」に関して，地震動即時予測は「長周期地震動の予測」や「深発地震における地震動の特徴とその予測」について，計４回の勉強会・意見交換会を開催した．気象庁における情報発表の現状と研究成果に基づく最新の知見とをそれぞれ共有して意見交換することで，現業機関の担当者と大学等の研究者とが相互理解を深める場とすることができた．
科学研究費・学術変革領域研究(A) 「Slow-to-Fast 地震学」プロジェクトの活動を継続した．地震研では，全国11の大学・研究機関に所属する情報科学と地球物理学の若手研究者を中心に，データに潜む Slow・Fast 地震のシグナル検出や活動様式・震源特性の解明や，Slow・Fast 地震のモニタリング手法の刷新，Slow・Fast 地震の統計科学的・地球物理学的性質を明らかにするための研究を推進している．南海トラフ沈み込み帯の深部低周波地震（LFE）の長期的な挙動に関する理解を深めるために，先行研究（Kato and Nakagawa 2020）によって構築されたLFEカタログのアップデートをおこない，2022年4月から2024年8月までのLFE活動の様子を明らかにした．2024年豊後水道のスラブ内で発生したM6.6 の地震の発生直前に着目すると，北東方向へ移動するLFEの主要なエピソードが起きていたことがわかった．主要なエピソードの移動方向とは逆方向の移動（RTR）がM6.6の震源域を通り越した後に，M6.6の地震が発生した．さらに，M6.6地震後には豊後水道でLFEの活動が活発化し，高速移動を示す筋状の活動（Streak）が多数発生した．この結果は，スロー地震とスラブ内地震の間に相互作用が働いていた可能性を示唆する．
摩擦則等を用いた力学的なシミュレーションから，大きな地震の前後や最中の破壊過程では，地震性すべりと非地震性すべりが複雑に相互作用することが知られている．しかし，そうした相互作用を観測により直接的に描き出した事例は，地震前及び地震時に関して言えば，機器観測された大きな地震の数に比べて限られている．観測により非地震性すべりと地震性すべりの相互作用を明らかにすることは地震のメカニズムを理解する上で基本的かつ重要な課題である．本年度は，チリの沈み込み帯において発生した2014年イキケ地震（M 8.1）を対象に，非地震性すべりが本震と最大余震の発生過程に及ぼした影響を調べた．また，2017年バルパライソ地震（M 6.9）を対象に，非地震性すべりと群発的な前震，本震，余震活動の関係を再解釈した．具体的には，高サンプリングのGNSSデータと地震活動を解析し，非地震性すべりと地震性すべりの時空間分布を明らかにし，それらの関係を解釈した．
イキケ地震に関しては，本震と最大余震（M 7.6）の間の27時間の間に余効すべりが発生していたことが明らかになった．この余効すべりは長期的なすべり欠損が小さい領域で発生し，さらには本震に先駆けて8ヶ月程度の過渡的な非地震性すべりが発生していた領域であった．この領域は本震と最大余震の震央の間に位置するため，非地震性すべりを起こす領域が本震による破壊伝搬を減衰させ，最大余震の発生領域まで一挙に破壊することを防いだとみられる．さらに，本震と最大余震間の27時間に最大余震域で中規模な地震が間欠的に発生し，最大余震の発生45分前にはその震源の近くでM 6.1の地震が発生していたことが明らかになった．これらの地震の背後で先述の余効すべりが発生していたことから，この余効すべりは直接最大余震の震央に応力を加え，最大余震の核形成を促進したと考えられる．摩擦特性の研究から余効すべりは地震の核形成を駆動できないと考えられてきた．しかし，非地震性すべり領域の中に小さな地震性すべり断層（中規模地震のパッチ）が多数埋め込まれている状況では，余効すべりであっても地震性すべりの領域に直接応力を加えることで，小さな地震性すべり断層がまとまって大地震を起こす状況を作り出せることを本結果は示唆している．
バルパライソ地震に関しては，先行研究により約2日前に最大前震があったことと，それと同時期に前駆的な非地震性すべりが始まっていたことが知られており，これが本震の核形成過程の一部と考えられてきた．しかしながら，この非地震性すべりは核形成過程の一部ではなく，偶然本震の震央近くで発生した非地震性すべりである可能性は検証されていなかった．そこで，前震の前から地震後の余震の期間まで一貫した解析を行い，最大前震発生から本震後数日間の間，統計的には異常な地震活動が継続していたことを明らかにした．さらに，非地震性すべりに関しては，GNSSの解析や繰り返し地震の解析から，本震を境に非地震性すべりの速度が増加しなかった，すなわち余効すべりが見られなかったことがわかった．したがって，本震前に観測されていた非地震性すべりは地震後まで一続きのイベントと考えられ，本震前に見られた非地震性すべりは核形成過程の一部とは考え難いことを提案する．以上の考察から，2017年バルパライソ地震に伴う前震，本震，余震の全体は，非地震性すべりにより駆動された群発的な地震と解釈できる．
