別紙C 第7次計画の進展と成果

 

1.計画の概要

 

 第7次地震予知計画は,第6次までの予知計画が予知の実用化に向けて着実に成果が上がっているとしたうえで,まだ多くの課題が残されているとの認識に立ち,各種の観測研究を更に強力にかつ継続的に推進すべきである,と結論づけている。

 測地学審議会はこの基本認識に基づいて5年間(平成6〜10年度(1994〜1998))の地震予知計画を策定した。特に第6次までの観測・研究の進捗状況をふまえて,新しく「地震発生のポテンシャル」という概念を取り込む必要性が認識され,その評価のための特別な観測研究を大きな研究目標として掲げることとなった。このため,既存の観測研究項目を以下の考え方に従って組み替えることとなった;(1)長期的予知・短期的予知の方式によって地震予知の基本となる観測研究を精度の向上を図りつつ実施すること,(2)前兆現象の的確な把握に努めるとともに,新たに地震発生のポテンシャル評価のための特別観測研究を実施すること,さらに(3)地震予知のための幅広い基礎研究と新しい観測手法の開発を推進すること。

 このようにして,第7次予知計画ではそれまでと異なり,事業の項目が大きな課題として以下の4項目に整理し直された。

 (1)地震予知の基本となる観測研究の推進

 (2)地震発生のポテンシャル評価のための特別観測研究の実施

 (3)地震予知の基礎研究の推進と新技術の開発

 (4)地震予知観測研究体制の充実

 この計画は平成10年度(1998)までの5カ年計画であるから,本レビューの実施時点においてはまだ実施途上である。

 この第7次地震予知計画がスタートした平成6年度が終わろうとしていた平成7年(1995)1月17日に阪神・淡路地域において発生した内陸直下型地震は神戸を中心とする大都市に大きな災害をもたらした。この地震を契機として測地学審議会はその計画の見直しを行い,同年4月20日に見直しの建議を提出した。ここでは特に,年次計画当初に新たに策定された地震発生のポテンシャル評価のための観測研究や内陸直下型地震の原因となる活断層に関する調査研究を一層推進すること,地震に関する情報を社会に適切に提供する機能を強化して,これに対応する体制を整備すること,などが特に必要であるとの考えにもとづき,計画の中でも当面緊急に推進することが必要な事項及び計画につけ加えて推進すべき事項をとりまとめた。

 

2.計画の実施状況と成果

 

 各項目について,以下に実施状況と成果を概観する。第7次地震予知計画の期間中における大きなできごとと言えば,兵庫県南部地震の発生である。この地震をきっかけとして地震防災対策特別措置法がつくられ,それに基づく地震調査研究推進本部及び関連する各機構が整備されつつある。これによって本地震予知計画そのものがその意義の変質を迫られていると言えよう。

 さて,本章においてはまず,第7次期間中に続発した地震に関した観測研究実施状況を述べ,その後に各項目別に機関毎の実施状況及び主な研究成果を述べる。

 平成6年(1994)10月4日には北海道東方沖地震(M8.1)が発生した。この地震直前に開始された国土地理院の全国GPS連続観測システムが北海道全体にわたる変位を数日以内に明らかにし,GPSの有用性を示した。また,震源過程の研究によってこの地震は沈み込む太平洋プレートを断ち切るような高角逆断層型であることが示された。平成5年(1993)1月の釧路沖地震以来,この地震も含め従来のプレート境界地震とは異なるタイプの地震が相次いで発生し,プレート境界における大地震発生の機構に関して議論がなされている。

 同年12月28日には三陸はるか沖地震(M7.5)が発生した。この地震は通常のプレート境界型地震と考えられたが,歪計の解析によって大きな余効変動が地震直後に発生していたことが明らかにされ,この地震がいわゆるスローアースクウェークであったことが示された。さらに,その後もGPSにより余効変動が続いていることが観測されており,プレートのカップリングや地震発生の繰り返し周期の考え方に一石を投じている。

 引き続き翌平成7年(1995)1月17日には兵庫県南部地震(M7.2)が発生した。この地震では地震予知に関係する機関は総力を結集して調査・観測・研究を実施したといってよい。まず,地震波の解析によりこの地震がほぼ鉛直の断層面で若干の縦ずれ成分を含む右横ずれ型であることが明らかにされた。活断層調査によって野島断層が地表で2mに達する変位を引き起こしていることが発見され,さらにトレンチ調査によって過去の履歴が詳しく明らかにされた。また,プレート運動と地震発生の関連について,この地震がプレート運動の結果生じる東西圧縮の場において発生したことが明らかにされた。さらに,神戸から西宮にかけて地震災害が特に大きい帯状の地域のあることが明らかになって「震災の帯」と名付けられた。この「震災の帯」については強震動調査,被害調査,及び構造調査等の総合的な調査が行われ,六甲山地南部から大阪湾にかけて厚く堆積している大阪層群で地震波エネルギーが増幅した結果であると推定された。また,地震波や地殻変動調査結果が詳しく解析され,断層面上でのスリップベクトルの分布やその時間経過が明らかにされた。また,国土地理院,宇宙開発事業団等により,干渉合成開口レーダ(InSAR)手法により,詳細な地殻変動が面的にとらえられた。地震後継続して実施された地殻変動観測では微弱ながら余効変動が観測されている。地震後,六甲周辺から淡路島にかけての断層系の実態の解明のため様々な調査計画が立案され実施された。人工地震調査によって断層近傍の構造が詳しく明らかにされたほか,より長期的なプロジェクトとして「野島断層解剖計画」がスタートした。

 

(1)地震予知の基本となる観測研究

 

 地震予知研究の基本は長期的予知と短期的予知のための観測研究にある,との認識に立ち,長期的予知のためには広域の地殻活動の推移を長期にわたって収集蓄積すること,また短期的予知のためには当該地域において多種・多様な前兆現象の捕捉を確実にするために有効な観測研究を充実する,という方針が立てられている。この方針にもとづき,長期予知のためには日本列島及びその周辺における広域地殻活動の推移を常時把握し評価するための観測研究を推進し(下記@),また短期予知のためには観測強化地域や特定観測地域における地殻活動の変化をその地域的特性に基づいて詳細に把握し評価するための観測研究を推進する(下記A)という方策がとられている。

 以下,各項目につき,各機関がどのように観測研究を実施し成果を上げてきたかを概観する。

 

 @広域地殻活動に関する観測研究の推進

 ア.地殻変動観測

(実施状況)

 国土地理院は平成6年(1994)9月末に関東東海地方の110点からなるGPS地殻歪連続観測施設(COSMOS−GII)をスタートさせた。また,100点からなる最初の全国GPS連続観測システム(GRAPES)も完成した。平成7年度(1995)にはこれらの観測網は増強・統一され610点からなる全国GPS連続観測システムとなった。また,平成6年度には奥尻,飛島に験潮場を新設した。

 気象庁は平成6年度(1994)に6カ所,7年度(1995)に3カ所の検潮所の遠隔自記検潮装置を整備した。

 海上保安庁水路部は全国27箇所の験潮所において海面水位の観測・解析を行い,成果を海岸昇降検知センターへ送付した。また,下里及び離島において人工衛星レーザ測距(SLR)を実施した。

 

(成果)

 平成6年度(1994)までに従来の測地測量網の改測が完了し,統一的な歪みの解析を行って日本列島の歪場が明らかになった。

 また,GPS連続観測網は完成直後から平成6年(1994)北海道東方沖地震に伴う地殻変動を即時的に検出するなど,これまでの測地測量とは比較にならないほどの迅速かつ精確な情報が得られることとなった。兵庫県南部地震が発生したこともあり,この観測網は平成8年(1996)までに610点に拡大増強され日本列島が数十km程度の観測網で稠密におおわれることとなった。それまでの210点の約1年間の資料を解析して日本列島の変位場のおおまかな姿がはやくも明らかになりつつある。特に糸魚川−静岡構造線や中央構造線を境界とする変位の不連続などが顕著な地殻変動の姿として得られている。また,平成6年(1994)三陸はるか沖地震に伴う余効変動が捕らえられている。この観測網によって「刻々の地殻変動を捕らえる」としたブループリントの主旨に沿った日本列島地殻変動監視ネットが完成したと言えよう。

 一方,プレート運動についてはいずれも第6次の頃から成果が出始めている。これらの成果を簡単にまとめれば,第一次近似として日本をとりまくプレートの運動が地質学的なデータに基づくグローバルプレートモデルとよく一致していることがまず示され,さらに日本国内の鹿嶋VLBI,下里SLRなどの基準点においては,これらの地質学的剛体プレートモデルからの“ゆらぎ”が観測されている。この“ゆらぎ”は日本列島のプレート圧縮による非剛体的変形のためと説明されている。とくにフィリピン海プレートの変位場は地理院のVLBI,GPS,大学,国土地理院,海上保安庁水路部などの共同調査による沖の鳥島GPS観測などで明らかにされつつある。このようにして,宇宙測地技術は日本列島の地殻歪場をグローバルな視点から捕らえるという,地震予知研究にとっても新しい展開をもたらす成果を得たと言えよう。

 

 イ.地震観測

(実施状況)

 気象庁は兵庫県南部地震後,阪神地域の観測強化を行い,地震計20カ所,計測震度計20カ所及び臨時震度観測点4カ所を設置した。また,平成8年度(1996)には地震及び地殻変動データの一元化処理システムの整備が行われた。また,上下動成分も考慮された震度7まで表示される計測震度計を新たに140カ所設置したほか,既存観測点313カ所が改良され,これにより強震データが蓄積されることになった。

 大学は平成6年度(1995)に奥尻と積丹に500mの観測井を,平成7年度(1995)に根室と厚岸に300mの観測井を設置した。また,中部・東海地域の6観測点で坑井型広帯域地震計の帯域をそれまでの30秒から300秒まで大幅に拡張し,テレメータ装置のダイナミックレンジを向上させる,インテリジェント化を図るなど観測精度及び効率の向上を図った。

 波形データ統合処理装置も平成6年度(1994)に導入された。建設の遅れていた九州地区でも微小地震の観測網がほぼ完成した。中でも特筆すべきは,平成7年度(1995)から大学グループはそれまでの地上回線によるテレメータを衛星通信利用のテレメータに転換することを決定したことである。これにより観測能率や非常時の観測体制が強化されると期待される。

 

(成果)

 前述のように第7次期間には大きな地震が続発し,地震の発生機構の解析が進んだ。例えば平成6年(1994)三陸はるか沖地震に際しては広帯域地震計の波形記録を用いて余震のモーメントテンソル解が求められ,この地震の余震域の末端部に応力降下量の大きい地震が発生していたことがわかった。

 また,震源決定精度が大幅に向上し,太平洋プレートの影響による系統的な震源位置のずれを補正することで,2重深発地震面の幾何学的形状が精密にわかるようになった。

 兵庫県南部地震については,各種の臨時観測や地震予知に有効と思われる資料の収集が図られた。例えば,近畿地方中・北部の広い範囲で微小及び極微小地震がおよそ7年間の長期間にわたって減少を続け,本震の1年前から急増に転じたこと,同時に中規模地震や浅い群発地震が頻発したことなどがわかった。これら一連のプロセスは地殻応力の蓄積,それに伴う地殻の強度の低下,本震の発生などの時間的過程を示唆するものといえよう。また,本震発生後に余震活動とは別に,事前に静穏化を続けた地域の地震活動が本震前の数倍にも跳ね上がったことは,本震発生に関与した地域の広がりを示すものとして注目される。余震観測にあたっては,波形データ統合処理システムが効果を発揮し,即時的に余震情報を抽出し,各方面に提供することができた。

 九州では観測網の構築と共に,九州弧における深発地震面の形状が詳細にわかるようになりつつある。こうしたなか,九州南部での微小地震活動の静穏化と群発活動の西方への移動に引き続き,この浅発地震活動の線状配列上に平成6年(1994)2月14日鹿児島県北西部地震(M5.7)が発生した。

 

 ウ.地磁気観測

(実施状況)

 関係機関は第6次に引き続き全国にわたって地磁気測量及び地磁気連続観測を継続した。

 

 エ.基礎調査

(実施状況)

 国土地理院では都市部の大縮尺の活構造図の作成を行っている。

 大学グループは,平成6年度(1994)に九州東部で南北方向に約200kmの長さをもつ測線で地殻構造調査を行った。平成7年度(1995)には阪神・淡路地区において,また平成8年度(1996)には九州地区において再調査が行われる予定である。全国の関連機関は共同して東北,北海道東部,中部日本,中国四国の各地域で広帯域MT法による大規模な構造調査を行った。

 海上保安庁水路部は平成6年度(1994)に「北海道南西沖地震震源域調査海底地形図」を刊行したのに続き多数の海底地形図や海底地質構造図を刊行した。また,海域における地震の発生の際には測量船等による機動的観測を行った。

 工業技術院地質調査所は全国活構造図をCD−ROM化した。

 東京大学地震研究所は「新収日本地震史料」のデータベース化をすすめており,第1巻から第5巻までの約20000件の入力を終えている。

 活断層調査グループは野島断層においてトレンチ調査を実施し過去二回のイベントが復元された。

 

(成果)

 全国の関連機関による電磁気構造調査では,地震発生のない下部地殻は電気抵抗が低く,含水率の高い状態にあることがわかった。また,活断層を対象にした精密な構造調査の結果からは,地震発生時の変位が集中すると考えられる活断層の破砕帯は,一般に低比抵抗であることが明らかになった。また,兵庫県南部地震の震源域を中心とした大阪湾内の音波探査が実施され,大阪湾断層をはじめ多数の活断層が確認された。

 

A観測強化地域等における観測研究の推進

 ア.東海地方

(実施状況)

 気象庁は体積歪計の改良更新を4点で実施し,観測を継続している。また,検潮所を10カ所新設し,既存の66カ所の強化を行った。

 国土地理院は110点のGPS連続観測点による地殻歪観測網によって,地殻変動の良質かつ大量の観測データの蓄積が行えるようになり,同地域の刻々の地殻変動を監視できるようになった。御前崎地区では引き続き水準測量による地殻の上下変動の観測が行われているほか,東海機動観測基地が完成した。また,御前崎周辺で伸縮計・傾斜計・重力計による観測を継続している他,ボアホール地殻活動総合観測装置を設置する予定である。

 防災科学技術研究所は微小地震観測と傾斜計・GPSによる観測を引き続き実施した。

 国土地理院,気象庁,海上保安庁水路部は潮位差観測を引き続き実施した。

 工業技術院地質調査所は地下水変動の観測を継続している他,データ処理・解析の高度化を図っている。

 大学は相良においてボアホール地殻活動総合観測装置(歪3成分,傾斜2成分,加速度3成分,温度,ジャイロ)を設置し,観測を実施した。また,富士川周辺で光波測距を実施した。また,静岡,御前崎,土肥,南伊豆でGPS観測を実施した。また,御前崎周辺では重力観測も実施した。

 

(成果)

 東海地域に発生する微小地震の震源や発震機構解が詳しく分析され,プレート境界の幾何学的形状や地震活動の特徴の詳細が明らかになった。また,駿河トラフからのフィリピン海プレートの沈み込みの進行に伴って,発震機構解が横ずれ型から逆断層型へと時間的に変化する可能性があることやスラブ内の地震の応力軸が15年間で12〜13°反時計回りに回転していることなどが明らかにされた。GPS観測や水準測量などで地殻変動の進行状況が詳しく把握されるようになった。また,伊豆諸島や銭洲におけるGPS観測などからこの地域のプレート間カップリングとその時間変化の実態が明らかになる糸口が得られた。

 

 イ.南関東地域

(実施状況)

 気象庁は体積歪計の4地点の改良更新を行った。また,海底地震観測も継続して実施している。国土地理院は,110点のGPS連続観測点による地殻歪観測網によって,地殻変動の良質かつ大量の観測データの蓄積が行えるようになり,同地域の刻々の地殻変動を監視できるようになった。

 海上保安庁水路部はGPSによる地殻変動連続観測を実施している。

 上記3機関は潮位差観測を実施した。

 防災科学技術研究所は第6次に引き続き首都圏周辺の7カ所に2000m級深層地震観測施設を整備し,また,相模トラフ沿いに6台の地震計からなるケーブル式海底地震観測システムを敷設した。これらを含めた微小地震観測のほか,傾斜計,3成分歪計,GPSによる観測を実施し,さらにバイブロサイス法等による地下構造調査を推進した。

 通信総合研究所はVLBI,SLRシステムを用いた首都圏広域地殻変動観測網を構築して観測を開始し,当地域の地殻変動を数mm精度で連日監視し,準リアルタイムで結果を公開するシステムを世界ではじめて開発した。

 工業技術院地質調査所は伊豆においても東海地域と同様,地下水位観測を中心とする総合観測網を展開した。

 大学は,相模湾西部においてケーブル式海底地震観測点を新設して観測を開始した他,伊豆半島においてGPS,光波の観測などが行われた。また,全磁力連続観測(20点),比抵抗連続観測及び相対重力精密測量を実施した。さらに,伊豆の隆起域にボアホール地殻活動総合観測装置を設置し観測を開始した。

 

(成果)

 東京周辺の浅発地震活動の調査から,発生する地震の最大規模が最近徐々に大きくなってきていることが明らかになり,関東地域下の応力が増大しつつある可能性が示唆された。また,荒川河川敷において実施されたバイブロサイス反射法による地下構造調査により,秩父層が三波川層の下位に位置している可能性を見出し,関東平野の基盤の成り立ちを考える上で一石を投じた。

 VLBIとSLRによる首都圏広域地殻変動観測施設が完成し,数mm精度の地殻変動を連日とらえることに成功した。このシステムによる地殻変動観測結果はインターネットを通じて広く一般に公開されている。

 伊豆半島東部地域では,平成5年(1993)9月から6年(1994)5月頃までに進行した伊東市の内陸部における急激な隆起の進行状況が,地殻変動観測によりとらえられた。これと密接に関連すると見られるやや広範囲の微小地震活動,重力及び全磁力の変化も観測された。平成7年(1995)の群発地震活動に関しても,地震活動の詳細な推移や特異な長周期地震波形が,またこの地震活動に伴った地殻変動,及び重力と地磁気の変化が観測された。これらと水準測量,クラスタ観測,GPS連続観測及び潮位差連続観測の成果が総合的に利用され,地殻活動の推移や地震活動の消長に関する貴重な情報を得ると共に,地震活動の終息宣言に効果的に用いられた。

 伊豆半島東部の地殻活動の原因については,様々な作業仮説が提案されているが,基本的には開口割れ目モデルによって地殻変動はよく説明されている。開口割れ目の原因については平成元年(1989)手石海丘噴火によって,マグマ原因説で決着がついたかに見えた。しかし,マグマの他に地下流体(地下水,地熱流体,ガス等)が重要な役割を果たしているとの仮説も提唱されている。

 

 ウ.特定観測地域等

(実施状況)

 国土地理院はGPS連続観測網で地殻変動の連続観測を実施している。また,雲仙,阪神,新潟北部,奄美及び喜界島においてGPS連続観測を,雲仙,西表島,天売において潮位連続観測を機動的観測として実施している。気象庁は平成6年度に機動観測班を増員し,自己浮上式地震計を整備した。平成6年度には北海道東方沖地震,三陸はるか沖地震,平成7年度(1995)には伊豆半島東方沖,伊豆半島南方沖の群発地震,奄美大島近海の地震,トカラ列島付近の地震に際し自己浮上式海底地震計による観測を行った。また,平成6年度(1994)には兵庫県南部地震,平成7年度(1995)には新潟県北部地震の余震の機動観測を行った。

 海上保安庁水路部は伊豆半島東方沖の群発活動の際に,測量船及び遠隔操縦のできる自航式ブイ「マンボウ」によって調査を行った。奄美大島近海地震の際には,震源域の海底地形及び地殻構造を解明することを目的として海底地形,地磁気,重力の調査及び大学との共同による海底地震観測を行った。

 大学は,それまでの地上回線テレメータ方式から衛星回線を用いたテレメータ方式への転換を行った。これによって地震観測の効率化が図られると共に異常現象の突発に対応できるものと期待される。

 

(2)地震発生ポテンシャル評価のための観測研究

 本研究項目では,プレート境界地震と内陸地震という異なるタイプの地震を対象として,プレート運動とそれに由来する広域応力場の把握に基づいて,地震発生の1サイクルの中で現時点を位置づけ,そのポテンシャルを評価することを目的としている。さらに細項目として@海・陸プレート境界域のダイナミクスに関する観測研究の推進,A内陸の地震テクトニクスに関する観測研究の推進,が設けられた。以下に現在までの各機関による実施状況と成果を示す。

 

@海・陸プレート境界域のダイナミクスに関する観測研究の推進

 ここでは,海のプレートの沈み込み運動の実態を把握して,日本列島全域にわたる広域応力場の長期的変動を予測し,プレート境界地震の発生のポテンシャルを定量的に評価する手法の開発をめざしている。この項目はさらに,ア.プレート構造とプレート内応力分布の解明,及びイ.プレート境界のすべり運動の把握と広域応力場の長期的変動の予測,の2つに分けられているが,ここではこれらは分けずにおく。

 

(実施状況)

 国土地理院は全国GPS連続観測システムによる観測でプレート運動に伴う日本列島の地殻変動の特徴について調査研究を行うと共に沈み込みテクトニクスの地域を考慮しつつ観測網の高密度化を進めている。

 気象庁は東海・関東地方において体積歪計による連続観測を実施している。

 海上保安庁水路部はプレート沈み込みによる変動地形を明らかにするために,精密海底地形調査や音波探査を実施し,各種の海底地形図や海底地質構造図として成果を公表している。

 防災科学技術研究所は日本列島全域に広帯域広ダイナミックレンジ地震観測網を整備し,地震発生様式及び地球内部構造を解明するプロジェクトを開始した。

 大学と防災科学技術研究所は共同して地殻・上部マントルの不均質微細構造と変形・流動特性を解明するための大規模地震合同観測を実施し,地殻構造調査を実施した。

 大学は三陸沖にケーブル式海底地震観測システムを設置した。大学はまた,以下の各調査研究を実施した。(1)平成6年度(1994)には紀伊半島沖,平成7年度(1995)には紀伊水道沖,平成8年度(1996)には三陸沖の各地域において人工震源による構造調査を行った,(2)南西諸島や西太平洋の広い地域にGPS連続観測網を構築しプレート運動を明らかにした,(3)プレート衝突における変形モデルを提案し定量的検討を実施している,(4)平成6年(1994)三陸はるか沖地震や平成7年(1995)喜界島地震の余震観測や震源過程調査を実施しプレートの沈み込み過程と地震発生様式の関連性を調査した。

 

(成果)

 海域における地震探査では多くのことが明らかになった。例えば海底地震観測では,いままで陸上からの地震観測ではほとんど分かっていなかった海底の微小地震活動が明らかになりつつある。また制御震源地震学実験を行った海域では,これもいままで分かっていなかった海底下の地下構造を明らかにした。例えば,紀伊半島沖の潮岬海谷では走時トモグラフィを行った結果,潮岬を境にして東西方向に地殻構造の違いがあり,ここで破壊伝搬がくい止められるようなバリアーになっている可能性が高いことがわかった。

 広帯域地震計記録やsP波などを用いた大地震の震源過程が調査され震源過程の詳細な姿が明らかにされつつある。例えば平成6年(1994)三陸はるか沖地震が性質の異なる3つの主要なサブイベントからなる破壊であったことが明らかとなった。

 また,地震活動を詳細に調査した結果,秋田・山形県沖が第二種地震空白域となっている可能性があることが判明した。

 GPS観測によって,フィリピン海プレートの北米プレートに対するプレート相対運動が明らかになった他,グローバルなプレート相対運動が明らかになった。

 

A内陸の地震テクトニクスに関する観測研究の推進

 地震や前兆現象の発生過程が一般に複雑多岐であり,地域特性が強いことが知られるようになった。これは地殻の応力・歪分布や強度摩擦分布などの不均質性に由来するものと考えられる。このような複雑さをもつ内陸地震発生の現在のポテンシャルを評価する手法の開発をめざして,ア.活断層の活動特性の解明,イ.大規模観測実験による地震テクトニクスの解明,を推進した。兵庫県南部地震のために当初の年次計画を入れ替えた部分もある。

 

(実施状況)

 国土地理院は跡津川,阿寺,根尾谷,養老,山崎の各断層において2.5年周期でメコメーターによって精密距離観測を実施した。また,GPS連続観測点の活断層周辺への設置を進めている。

 気象庁は小田原で地殻変動観測を,湯河原で地下水位観測を実施した。

 防災科学技術研究所は根尾谷において深度2000mのボーリングを実施し,断層の微細構造や地殻応力及び断層の力学的挙動に対する水の役割などの研究を進めた。また,兵庫県南部地震に際して余震観測,地殻応力測定,ドリリングによる応力,間隙水圧,熱流量の調査などを行った。

工業技術院地質調査所は,活断層の活動履歴の解明を行ってきたが,兵庫県南部地震の発生を契機として,淡路島を初めとする京阪神地域の活断層及び糸魚川−静岡構造線などの要注意断層とされている断層のトレンチ発掘調査を行った。

 また,工業技術院地質調査所は,兵庫県南部地震の震源域周辺において,地殻応力の測定を行った。さらに,兵庫県南部地震の震源域周辺の深部地殻構造を明らかにするために,反射法弾性波探査等を実施した。

 大学及び関係機関は日光・足尾地域及び飛騨周辺地域で全国合同集中観測を,また紀伊水道沖の海底地震観測と共同して紀伊半島で陸上地震観測を,それぞれ実施した。伊東周辺においてGPS稠密アレイ観測を実施した。また,兵庫県南部地震に際しては全国の大学が共同して地震計とGPSの高密度アレイによる余効的地殻活動調査を行った。この地震についてはその後も活断層深部構造を解明する観測研究(淡路横断地震探査)を実施した他,様々な地球物理的観測を行い総合的に調査が進められた。

(成果)

 地震予知関連機関による兵庫県南部地震の総合的な調査で多くのことが明らかになりつつある。

 余震調査では,断層面に沿った余震分布とその時間変化が詳細に明らかにされたばかりでなく,その応力降下分布の調査から本震断層付近では歪エネルギーがほぼ解放されたものの,周辺部においては十分な解放がなされなかった可能性が指摘された。また,地震後震源域周辺の地震活動度が高まったことが明らかにされた。野島断層周辺のアレイ観測や人工地震探査の結果,断層破砕帯の不均質性や地震波反射体の存在が明らかになりつつある。GPSによる調査では地震後の余効変動が検出され断層面上の余効的スリップである可能性が指摘された。兵庫県南部地震前には多数の地下水異常が検出されたが,それらを地殻歪変化で説明するには,非常に局所的な地殻歪変化を考える必要性が指摘された。

 また,日光・足尾地域における高密度アレイによる観測では地殻内地震波反射面の存在や日光白根山体下のマグマ溜まりの存在などが詳しく明らかにされた。飛騨周辺地域総合観測研究による稠密テレメータ地震観測によって,地震の下限が,飛騨山脈地域で浅く5km程度であるのに比して,他の地域では10〜25kmの深さで変化すること,また,飛騨山脈直下に低速度層が存在することなどが明らかにされた。

 この他,伊東市周辺のGPS稠密観測において,平成7年(1995)10月の群発活動に伴う地殻変動の面的な分布を検出した,電磁気観測では広帯域MT法によって,地殻内の比抵抗断面が得られ,地殻内の高比抵抗層と地震発生層の対応が示唆される,などの成果が得られた。

 活断層のトレンチ発掘調査では,兵庫県南部地震の震源域周辺の野島断層・有馬−高槻

構造線など活断層及び糸魚川−静岡構造線等の要注意活断層の活動履歴が明らかにされた。

 兵庫県南部地震の震源域周辺の深部地殻構造によって,地下深部にいたる構造が明らかにされるとともに,大阪湾及び神戸市の平野下に潜在する断層構造が明らかにされた。

 

(3)地震予知の基礎研究と新技術の開発

 

 地震予知のバックグラウンドとなる基礎研究と新技術の開発を,独創的な発想に基づく萌芽的研究を取り入れつつ,幅広く推進している。これらのうち,基礎研究ではア.プレート収束域のテクトニクス解明,イ.地殻・マントルの物性の解明,ウ.地震発生のサイクルのモデル化と前兆現象の発現機構の解明,の3つの課題を,また新技術の開発ではア.海底観測手法の高度化と多項目化,イ.地下深部における観測手法の開発,ウ.宇宙技術利用の高度化,の3つの課題を取り上げている。

 

@基礎研究の推進

(実施状況)

 国土地理院はGPS連続観測の測地データ等を総合的に分析し,日本列島の地震テクトニクスの研究をインバージョン解析などの手法によって進めている。

 気象庁は関東地方下のプレートについてワイヤフレーム法などによる3次元的な形状表現を得るとともに,プレート変形に伴う応力を知るため有限要素法を用いた変形,応力分布の解析を行っている。

 工業技術院地質調査所は岩石資料による模擬断層実験と高温・高圧下での摩擦実験を開始した。また,断層破砕帯の物性を明らかにするために,野島断層を貫くボーリング調査を行った。

 防災科学技術研究所はマルチチャンネル反射法による海底地殻構造調査,MT法による電気伝導度調査,ボアホール式複合観測装置の開発及びGPSデータの解析手法の改良などを実施した。また,震源核形成から急激な破壊に至る過程についての理論及び解析的研究が進められた。

 大学は,岩石の応力記憶機構を解明するための室内実験や地殻応力の室内実験,高温高圧下での破壊の室内実験など各種の岩石破壊実験を実施した。岩石実験によって得られる摩擦構成則をプレート境界面に適用して地震の発生過程を明らかにする研究を実施した。人工地震による地下構造調査を九州東部,阪神・淡路地域・飛騨において行った。また,外国で成功例があると指摘されている地電流を用いたいわゆるVAN法の適否を検証するために,北海道内に地電流の観測点を設置した。

 

(成果)

 岩石破壊実験の成果として,すべり速度/状態依存摩擦法則が次第に明らかになりつつある。この摩擦法則のパラメターである特徴的すべり量が増加する場合,あるいは摩擦パラメターに空間的不均一が存在する場合,非地震性すべりが顕著になることが明らかになった。この結果を実際の地震発生場に適用する試みも行われ,地震発生サイクルの中でプレート境界に発生する非地震性すべりの特徴と地震の前兆的変動の検出の可能性が指摘された。

野島断層を貫くボーリング調査では,地下深部における断層破砕帯の弾性波速度・密度・透水係数等が明らかになった。

 

A新技術の開発

 各項目について実施状況と成果をまとめておく。新技術の開発は長年の地道な研究の積み重ねが必要であり,年次計画途上の現在ではまだ際だった成果は挙がっていないといってよい。

 

 ア.海底観測手法の高度化と多項目化

 防災科学技術研究所は海底IBOSの観測を実施するために必要な海底掘削及び設置技術について検討を行なった。

 海上保安庁水路部や大学は海底地殻変動観測の手法に関する開発について検討を行い海域実験をはじめた。音波を用いた測距やGPS−音響システムによる高精度測位に関する基礎的な実験を実施しつつある。

 

 イ.地下深部における観測手法の開発

 大学では歪計(3成分),傾斜計(2成分),速度型地震計(3成分)に加速度計(3成分)及び温度計を加えたボアホール型の「地殻活動総合観測装置」を開発し,実用化しつつあるほか,光ファイバーリンクの干渉計センサーを利用した新しいボアホール設置型の傾斜計を開発しつつある。

 

 ウ.宇宙技術利用の高度化

 防災科学技術研究所は,GPS解析手法の改良を行った。

 国土地理院は平成6年度(1994)から国内4カ所のGPS衛星軌道追跡局に,さらにグローバル観測局のデータを含めて解析することにより精密軌道要素の精度向上が図られるようになった。国際及び国内VLBI網とGPSを結合した観測網が構築されつつある。

 また,建議には述べられていなかったが,人工衛星を用いた干渉型合成開口レーダ(InSAR)が面的な地殻変動検出に有効に利用できることが明らかとなった。兵庫県南部地震はじめ様々な地震・火山に関してInSARによる面的な地殻変動が捕らえられるようになり今後の成果が期待されている。

 

(4)地震予知のための組織・体制の整備

 

 本節まえがきにも述べたように,第7次計画の最大のハイライトは地震調査研究に関する組織・体制の整備が兵庫県南部地震を契機としてそれまで全く夢想だにしていなかったほど大幅な変更と拡充をとげたことであるといってよかろう。ここで,建議に書かれた内容に照らし合わせて実施状況を述べるのはあまり適切でないように思われるが,各機関から提出された自己点検資料に基づき,組織・体制の整備状況について整理しておく。

(国土地理院)

 平成6年(1994)に関東・東海地域のGPS地殻歪連続観測施設(COSMOS−GII)及び全国GPS連続観測システム(GRAPES)を構築した。これは,平成7年度(1995)に統合され,さらに観測点を増強して,全国合計で610カ所の連続観測システムとなった。平成8年度(1996)中にさらに観測点を280点程度増強する予定である。また,平成8年度(1996)に「測地観測センター」が設置され,GPS,験潮,地殻変動連続観測を総合的,一括的に遂行する体勢が整った。

(気象庁)

 各管区気象台に地震火山課が設置され,全国に150カ所のリアルタイム強震高感度地震観測網及び20カ所の広帯域地震観測網が展開されるなど津波・地震観測網の大幅な強化が図られた。また,「地震活動等総合観測システム」の更新,「地震津波監視システム」のソフトウェアの改良など,データ流通機能を強化した。

(海上保安庁水路部)

 平成9年度(1997)にマルチチャネル音波探査機,深海用サイドスキャンソナーを搭載した新測量船が就航予定である。

 なお,上記3機関共通して,検潮(験潮)データのテレメータ化を推進した。

(工業技術院地質調査所)

兵庫県南部地震の発生を契機に,京阪神を中心とする地域14か所に地下水観測を中心とする総合観測施設を展開した。また,平成7年度(1995)に活断層・地震予知特別研究室を新設した。

(防災科学技術研究所)

 相模湾を含む南関東地域の微小地震観測網を充実させた。また,広帯域地震観測網の展開に対応してテレメータ及びデータ収録システムの整備を進めた。さらに,全国1000点からなる強震計観測網「K−ネット」を完成させた。データの流通・公開に対する考え方を大きく進展させ全データを完全にオープンにする方向である。なお,地震防災対策特別措置法の制定に伴い,「地震予知研究センター」を「地震調査研究センター」に改組した。

(通信総合研究所)

 首都圏広域地殻変動観測網(VLBI,SLR)を平成7年度(1995)に完成し,結果を逐次インターネット上で公開している。

(国立天文台)

 シントレクス重力計やGPS受信機を導入した。

(北海道大学理学部)

 北海道周辺に相次いで発生した地震に対応してボアホール観測井,GPS,地震計等の観測点を増強した。

(弘前大学理学部)

 助教授1名の純増があり,予知研究の体制は格段に向上した。

(東北大学理学部)

 以下の設備を導入した。

 3成分歪計・傾斜計・高感度地震計による300mボアホール観測点を6点設置した。また,GPS観測システム,ディジタル式海底地震計を導入した。

(東京大学地震研究所)

 平成6年度(1994)に全国共同利用研究所に改組し,「地震予知研究推進センター」「地震地殻変動観測センター」「地震予知情報センター」の3センターによる研究体制をつくった。全国の大学の共同研究により三陸沖に光ケーブルによる海底観測施設を設置した他,通信衛星を用いた新たなテレメータ方式を導入しつつある。また,大量の観測データの処理とデータ公開のためのシステム整備を進めている。さらに,各センターでは以下のことを実施している;@「地震予知研究推進センター」では,地震・電磁気・GPSに関する大規模集中観測や大型設備を用いた岩石破壊実験に関する共同研究の中心的役割を果たすなど地震予知研究推進体制の全国の大学の中心的役割を果たしている。また海底地震部門では24ビットデジタル海底地震計の開発及び二宮〜グアム間の海底ケーブルを利用した海底地震システムの明神礁近傍への設置を行った。A「地震地殻変動観測センター」では,相模湾西岸にケーブル式海底地震観測網を新設した他,地震観測網の広帯域化とデータ伝送システムの刷新を行った。また,伊東の自動光波測距を拡充しボアホール地殻活動総合観測装置を伊東に新設する,東海地域においてGPS観測網を強化する,御前崎で絶対重力測定を実施するなど,各種観測体制を強化した。B「情報センター」は改組による共同利用推進のため64Kbps以上の高速デジタル回線とインターネット・プロトコルによる全国的なデータ流通ネットワークを導入した。

(名古屋大学理学部)

 地震及び測地移動班が整備され,小型地震記録装置とGPSが導入された。平成6年度(1994)よりACROSSの開発が開始された。現在試験的実験が進み,平成7年度(1995)には淡路島の断層解剖計画に参加した。

(京都大学)

 平成8年度(1996)に防災研究所が全国共同利用研究所に改組された。大阪管区気象台と地震波形データ交換のためのソフト・ハードシステムを構築した。微小地震観測網の震源情報を準リアルタイムに地方自治体へ伝送するシステムを開発した。

(高知大学理学部)

 京都大学防災研究所との協力により大阪管区気象台へのデータの一元化が図られた。また,地上回線テレメータがインテリジェント化され,衛星通信用アンテナ装置が設置された。

(九州大学理学部)

 平成7年度(1995)から,東京大学地震研究所,高知大学,鹿児島大学との準リアルタイム波形データ交換を開始。微小地震検測結果が地震研究所にオンラインで伝送されるようになった。平成8年度(1996)からは気象庁とも波形データ交換を開始する。また,東京大学地震研究所と共同でデータ公開のためのシステム整備を進めている。

(鹿児島大学理学部)

 微小地震観測点をほぼ60km間隔で配置する当初の計画をほぼ完成し,オンラインで九州大学とのデータ交換を実現した。