資料1 現状認識と今後の方針 案

1. 現状認識

◯ プレート沈み込み帯に位置する日本列島では,これまで,地震や火山噴火による災害がたびたび発生してきた.1995年兵庫県南部地震では,建造物崩壊や火災により6000人以上が亡くなり,2011年東北地方太平洋沖地震では,津波による死者・行方不明者が2万人近くに上った.2000年三宅島噴火は約4000人の全島民に長期島外避難を強いた.

(2011年東北地方太平洋沖地震)

◯ 特に,東北地方太平洋沖地震の震源域での地震発生については従来から危惧され,これまで多くの調査研究が行われたが,その規模がマグニチュード9に達する超巨大地震となる可能性については十分には追究されていなかった.研究計画の問題点は以下のようにまとめられる.

  •  プレート境界の巨大地震発生機構に関して限られたモデルに固執していた.
  •  史料や津波堆積物の調査研究等の広い研究分野の成果の活用が不十分であった.
  •  発生間隔が数百年以上の低頻度であっても極めて甚大な災害をもたらす地震や火山噴火の研究への取組が不足していた.
  •  行政機関等と協力して地震や火山の研究成果を防災や減災に役立てることを十分に考慮した研究計画になっていなかった.

これらに対応するために,平成24年11月に観測研究計画の見直しを行い,超巨大地震に関する観測研究が強化されたが,計画の残り期間が短いこともあり,全ての問題点には対応はできていない.

 

(外部評価)

○ 平成24年10月に現行計画の外部評価が行われ,地震や火山噴火の災害の多い我が国において,地震火山現象の科学的な研究成果を防災・減災につなげていくことは重要であるとされた.学術的には,国際的に見ても重要な研究成果が挙げられていることは評価されたものの,以下の課題が指摘された.

  • 国民の命を守る実用科学としての地震・火山研究の推進
  • 低頻度ながら大規模な地震及び火山噴火に関する研究の充実
  • 研究計画の中・長期的なロードマップの提示
  • 世界的視野での観測研究の一層の推進
  • 火山の観測・監視体制の強化
  • 研究の現状に関する社会への正確な説明
  • 社会要請を踏まえた研究と社会への関わり方の改善

また、40年以上もの履歴を持つ予知に関わる計画の抜本的見直しが必要であるとされた。

 

(地震・噴火予知研究のこれまでの経緯)

○ 過去40年有余、地震や火山現象に関する学術研究を推進し,その成果を地震や火山噴火による災害の軽減に生かすことが,地震・火山研究者の責務であるとの考えの下,計画を推し進めてきた.
○ 地震予知は防災・減災に効果的であるという認識の下,地震予知のための観測研究計画が進められてきたが,これまでに大地震の短期的予知には成功していない.
◯ 昭和40年度に開始された第1次計画から平成6年度に開始された第7次計画まで,高感度地震観測網,地殻変動観測網を整備し,前兆現象の観測に基づく地震予知に力を注いだ.平成7年に発生した兵庫県南部地震を契機にそれまでの計画を総括した際に,前兆現象の発現様式は複雑多様であり,その多様性の中に系統性が見いだせるほどにはデータが蓄積していないとされた.
◯ 平成11年度から開始された新計画では,地震発生に関する基礎的研究を重視し,地震発生のモデルと観測データに基づいた地殻活動の推移予測を目指して研究を進めてきた.地震に先行する現象の観測事例が増加し,地震現象の理解は深まったものの,地殻活動予測の実現には至っていない.
○ 昭和49年度に開始された火山噴火予知計画では,火山周辺の観測網の整備と実験観測の推進が図られた.稠密(ちゅうみつ)な多項目観測が実施されている幾つかの火山では,噴火に至るまでの現象や,噴火の直前の現象が確実に捉えられるようになった.また,噴火現象の理解が深まり,火山噴火予知のために重要な知見が蓄積された.
○ 火山監視体制の強化とこれまでの研究成果に基づき,有珠山や三宅島などでは噴火発生の事前予知が実践された.また,平成19年より,防災機関や住民が採るべき防災対策と連携した噴火警戒レベルが火山ごとに順次導入されている.
○ 2000年三宅島噴火の山頂カルデラ形成や火山ガスの長期噴出を活動初期に予測できなかった.また,2011年新燃岳の噴火規模,様式の予測に成功しなかった.これらの例が示すように,噴火の規模や様式,活動推移の予測に成功するまでには火山噴火の理解は進んでいない.

(今後につながる成果)

○ 地震及び火山噴火を原因とする災害に立ち向かうことを宿命付けられている日本では、予知という観点から防災・減災に資するべく計画が推進されてきた。以下にそれに関わる成果を例示する。
○ 地震の発生機構,断層モデル,地震波伝播過程等の研究が進展し,科学的な理解に基づき,地震の長期評価や,地震による強震動・津波の予測が可能になった.
◯ 地震現象の学術的理解が進み,その成果は,防災・減災に役立てられてきた.

  • 陸域の高密度な地震及びGPS 観測網に加え,震源域直上の海底地震計や海底地殻変動の観測とそのデータ解析手法開発により,東北地方太平洋沖地震をはじめ,地震断層の詳細な滑り分布や,本震発生に至る過程のかなりの部分が短期間に解明された.特に,近年実用化された海底地殻変動観測の貢献は大きく,今後も,プレート境界のひずみ蓄積過程の解明や地震発生ポテンシャル評価等での利用が期待されている.
  • 東北地方太平洋沖地震で発生した巨大津波は,海底に敷設した海底ケーブルセンサーにより沿岸到着の約20分前に捉えられていた.太平洋岸に海底ケーブル観測網が敷設されると同時に,海底津波計や沖合津波計の観測データから逐次的に対象地域の津波波高を推定して津波を即時に予測する手法の開発が進められている.
  • 陸域のGPS観測網の即時解析から,超巨大地震の規模を短時間で正確に評価できる手法が開発され,地震動や津波の即時予測等の防災情報高度化への実用化が進められている.

○ 小規模な噴火現象の発生時間や規模,様式と,山体膨張などの先行現象との間の相関が得られた.限られた事例ではあるものの,噴火予知に重要な新たな経験則として利用できることが期待されている.
○ 平成21年度から計画では,地震予知研究と火山噴火予知研究が統合された.伊豆半島東方沖では,マグマの貫入による地殻変動と群発地震活動度の関係が明らかになり,火山活動が地震活動に及ぼす影響についての理解が進展すると同時に,地震活動情報の発表に応用された.

 

2. 今後の方針

(基本的考え方)

◯ 現状認識に挙げられた課題をまとめると,(A)国民の命を守る実用科学としての地震・火山研究の推進すること,(B)低頻度大規模現象について取り組むこと,(C)研究に優先度をつけて実施すること,(D)歴史学,防災学,社会科学等の関連研究分野と協力して研究を推進するとともに社会との連携を図ること,が強く求められている.本計画の目的が防災・減災であると認識すれば、自然現象である地震火山現象の解明にとどまることはあり得ない。この実用科学の要請を強く意識して、地震や火山噴火の発生を予測する研究を実施する。加えて、地震発生・火山噴火の予知の防災・減災に対する貢献には限界があることから、最先端の科学的知見の中で、強震動や津波、火山噴出物など災害を起こす現象の即時予測を含めた予測研究を推進し、防災・減災に貢献する。これらの課題を念頭に以下のように研究を実施する。
◯ 大地震の発生時期を予測することは現段階では難しいが,非常に限られた事象ではあるものの,(釜石沖の繰り返し地震,伊豆東部火山群の火山現象に伴う地震活動などの)地震発生予測に関連した新たな成果が生まれている.また,火山噴火予測の高度化に結び付く新たな知見も得られている.地震発生・火山噴火の予知は,成功すれば災害軽減に有効であり,今後も追求し続ける.その際,限られたモデルや方法論に固執せず,多様なデータ,手法,モデルを考慮して,地震・火山現象の物理・化学過程の理解に基づき,地震発生や火山噴火の予知・予測の研究を進める.また,十分な観測データに裏付けられた経験則も活用する.
○ これまで長期にわたって継続した地震・火山噴火予知の研究の成果は,海底観測網の整備(例:海底地殻変動観測の基礎研究),新たな津波の予測手法(例:逐次津波波高予測),大地震震源域の即時予測(例:GPSリアルタイム処理による地震規模予測),火山の噴火警戒レベル(例:伊豆東部での噴火シナリオの活用)等,防災・減災に役立てられてきた.これら防災・減災に役立つ研究は,地震発生・火山噴火予知を目指す基礎的な学術研究から端を発しており,今後は,予知を目指して行う研究で得られた地震や火山噴火に関する知見を(防災研究拠点と連携した共同研究を開始する等)防災・減災に活用するための研究を組織的に行う.
○ 近い将来必ず発生する巨大地震による災害軽減を図るためには,その発生機構の解明が必要である.東北地方太平洋沖地震の発生機構の理解やその影響を評価し,今後発生が予測される南海トラフで発生する地震の特性を科学的に解明し,その成果を防災・減災に役立てる.また,火山の低頻度大規模現象は,近年日本では発生していないものの,繰り返して発生してきたことは歴史や地質データが示している.近代観測以前の地震や火山噴火の特性を理解するためには,歴史学や地質学等の研究者と連携し,また,国際共同研究を実施して,より広い視点から地震や火山噴火の長期的な特性を解明する.
○ 研究成果を防災・減災に有効に,かつ,迅速に活用できるよう,関係機関との連携を密にする.研究者・技術者の育成を図り,予知を目指した研究の現状を知ってもらうための取組も計画して組織的に行う.

(研究内容)

○ このような考え方の下,以下の研究を実施する.
(1)「地震・火山現象の解明のための研究」では,地震・火山噴火の予知・予測の研究や防災・減災対策の基礎とするために,これまでに発生した地震や火山噴火の特性を解明し,地震や火山噴火が発生する場や物理・化学過程を解明する.また、歴史学や地質学等の関連研究分野との連携により低頻度大規模現象の研究を進める。
(2)「地震発生・火山噴火の予測のための研究」では,多様なデータや考え方を取り入れ,地震や火山噴火の発生を予測する手法を開発する.物理化学的過程に基づく演繹(えんえき)的手法や先行現象の観測事例に基づく帰納的手法を用いて、予測を目指す。
(3)「地震発生・火山噴火による災害誘因の予測のための研究」では,地震や火山噴火がどのように災害をもたらすかを解明し,それらを災害誘因と捉えて,地震・火山研究を災害軽減に役立てることを目指す.そのために,関連する多くの研究分野の研究者と連携し,予測情報の利用方法に関する研究も行う.
(4)「体制の整備」では,観測やデータベース等の研究基盤の整備し,関連研究分野との連携を取りながら,計画の進捗状況を把握して研究を効果的に推進する体制を構築する.研究者・技術者の育成,国際共同研究,予知を目指した研究の現状を知ってもらうための取組も計画して組織的に行う.

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研究開発局地震・防災研究課

(研究開発局地震・防災研究課)