ここからサイトの主なメニューです

一.現状の認識と長期的な方針

1.地震火山観測研究計画のこれまでの経緯と位置づけ

1-1.地震火山観測研究計画のこれまでの経緯

我が国では,平成7年兵庫県南部地震による阪神・淡路大震災や平成23年東北地方太平洋沖地震による東日本大震災など,地震や火山噴火による災害に頻繁に見舞われてきた。地震や火山噴火は今後も不可避であるが,それらによる災害を軽減するためには,地震や火山についての科学的理解に基づいて適切な対策を行うことが重要である。
地震や火山噴火による災害を軽減する方法としては,これらの発生を予測し,これに基づいて対策を立てることが重要である。地震や火山噴火の発生位置,規模,時期を精度良く予測することを目指して,昭和40年から地震予知計画が,昭和49年から火山噴火予知計画が,複数次の5ヶ年計画として推進された。これまでの長年にわたる計画により,地震・火山観測体制の整備が進み,地震や火山噴火の発生機構など現象の理解は進んだが,信頼性の高い予測は簡単ではないこともわかってきた。
地震予知計画については,平成7年の阪神・淡路大震災を契機に総括し,前兆現象の捕捉のみに基づく地震予知には限界があると結論づけ,それまでの方針を転換し,地震発生の物理過程の解明とモデル化に基づいて地殻活動の推移予測を目指す「地震予知のための新たな観測研究計画」を平成11年から開始した。この計画では,観測・実験事実や物理モデルに基づく地震発生モデルの構築が進められ,モデルと観測データの定量的な比較ができるまでになった。
火山噴火予知計画については,整備された観測体制と研究成果の蓄積により噴火時期をある程度予測できるようになった火山もある。またマグマ供給系・熱水系のモデル化やマグマの上昇・脱ガスなどの噴火過程に関する理解が進展した。しかしながら,噴火の様式や規模,火山活動の推移の予測については、ある程度経験則が成立する場合以外は困難な状況であった。
平成21年からは,地震と火山噴火は海洋プレートが日本列島下に沈み込むという共通の地球科学的条件の下で発生するものであり,観測研究手法にも共通する部分があることから,地震予知と火山噴火予知の計画を統合し,「地震及び火山噴火予知のための観測研究計画」を開始した。
平成23年には東日本大震災(東北地方太平洋沖地震)が発生し,主に津波により,死者・行方不明者が2万人近くにのぼるなどの大きな被害がもたらされた。それまでの観測研究計画では,プレート境界型大地震については多くの研究が行われていたが,我が国周辺においてマグニチュード9に達するような超巨大地震が発生する可能性は十分に検討されず,津波などの災害誘因の研究も不十分であった。この反省を踏まえて計画の見直しを行い,超巨大地震に関する当面の観測研究を推進することを主な内容とした計画を平成24年11月に建議した。しかしながら,5ヶ年計画の4年目での見直しであっため,東日本大震災の発生で明らかになった課題の全てに対応することは難しく,抜本的な見直しは平成26年に開始した観測研究計画に持ち越された。
平成24年に「地震及び火山噴火予知のための観測研究計画」の外部評価がまとめられ,地震や火山噴火を科学的に理解し,適切な防災・減災につなげていくための観測研究に対する社会的な要請は極めて高いとされた。一方で,それまでの計画では社会の防災・減災に十分に貢献できていないことが指摘され,国民の命を守る実用科学としての地震・火山観測研究の推進,低頻度大規模な地震及び火山噴火の研究の充実,計画の中長期的なロードマップの提示,社会要請を踏まえた研究と社会への関わり方の改善などが求められた。この外部評価結果や,地震・火山学分野だけでなく防災学分野や人文・社会科学分野を含めた総合的かつ学際的研究の必要性が指摘された「東日本大震災を踏まえた今後の科学技術・学術政策の在り方について(建議)」(平成25年)を受けて,平成25年11月に「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」が建議され,平成26年度から実施されている。

 1-2.地震火山観測研究計画の位置づけ

地震や火山噴火に関する新たな観測・解析手法の開発や,新たな地球科学現象の発見とモデル構築は,研究者の自由な発想に基づく学術研究によって進展してきた。本計画は,このような研究者の内在的動機に基づく学術研究を推進し,その成果に基づき地震・火山噴火による災害の軽減に貢献することを目的としている。その実現のため,全国の大学,行政機関,国の研究機関等が連携して,本計画に基づく様々な観測研究を実施している。
一方,我が国の地震の調査研究は,阪神・淡路大震災後に設置された政府の地震調査研究推進本部(以下,「地震本部」)の下で一元的に推進されている。地震本部が推進する調査研究は,政府が設定する目標などに基づく戦略研究や政府の要請に基づく要請研究であり,既に確立している手法に基づいて実施され,成果についての見通しが立ちやすい内容となっている。
こうした地震本部の調査研究の科学的・技術的な裏付けとなるのが,本計画による基礎的研究であり,地震本部の調査研究が今後も持続的に高度化されるためには,地震調査研究における課題を理解した上での学術研究が必要不可欠である。地震本部による「新たな地震調査研究の推進について」(平成21年4月,平成24年9月改訂)では,地震の調査研究は,科学技術・学術審議会測地学分科会での議論の上で策定されてきた本計画による基礎的研究の積み重ねに基づいて実施されており,基礎的研究の進展なしには達成できないと述べられている。今後の地震調査研究についても,本計画による基礎的研究の成果を取り入れて推進していくことが必要とされており,地震調査研究の高度化のためには,本計画は極めて重要な位置にある。また,基礎的研究の成果をより有効に活用するために,地震本部との連携を一層強化することが重要である。
火山の調査研究については,地震本部のように国が政策として一元的に推進するような組織は存在しないが,本計画で得られた火山活動や噴火機構、観測技術などに関する基礎研究の成果は,火山噴火予知連絡会における火山活動の評価や火山観測体制の検討,気象庁の火山監視業務や噴火警戒レベルの設定,火山防災協議会における活用など,国や地方自治体の施策に活かされている。また,文部科学省では,本計画の基礎的研究の成果等を科学的・技術的な裏付けとして,火山災害の軽減への貢献を目指す「観測・予測・対策」の一体的な調査研究を推進する「次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト」を平成28年より実施している。このように,本計画に基づく基礎的研究の進展は国の火山防災施策の実施に大きく貢献しており,また,こうした国の施策と連携しながら本計画を実施していくことが重要であることは言うまでもない。

2.「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」の成果と課題

 2-1.「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」の成果

平成26年度から実施されている「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」では,地震や火山噴火の予測の実現により災害軽減に貢献するというこれまでの方針から,地震・火山噴火の予測を目指す研究を継続するとともに,地震・火山噴火による災害誘因予測の研究も行い,国民の生命と暮らしを守る災害科学の一部として計画を推進するという方針転換を行った。この計画には,災害に関する工学や人文・社会科学分野の研究者,近代観測以前の地震・火山噴火の解明のために歴史学・考古学分野の研究者が新たに参加し,従来からの地震学・火山学研究者と,新たな分野の研究者との連携により,地震・火山現象の理解にとどまらず,地震・火山噴火による災害を知り,研究成果を災害の軽減につなげることを目指して実施されている。
計画開始以降,関連研究分野間の組織的な連携が進められ,地震・火山科学の共同利用・共同研究拠点である東京大学地震研究所と,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が拠点間連携共同研究を推進し,理工連携による南海トラフ巨大地震のリスク評価のための研究などを実施している。また,地震研究所と史料編纂所により,地震火山史料連携研究機構が東京大学に設置され,近代観測以前の地震・火山噴火を解明するため,歴史記録の網羅的な分析・データベース化を開始した。本計画に参加する大学が連携して計画を推進するために設置されていた東京大学地震研究所地震・火山噴火予知研究協議会には,平成28年度から行政機関や国立研究開発法人も含め,本計画に参加するすべての機関が参加し,より強い連携の下で計画を推進する体制が整った。
地震・火山噴火に対する防災・減災に貢献するための基本となる地震・火山現象の解明と予測のための研究では着実に研究成果が得られている。南海トラフ沿いにおいて,海底地殻変動観測等によりプレート境界の固着状況の詳細が明らかになり,次の巨大地震の震源域推定に有用な成果が得られた。2011年東北地方太平洋沖地震の前に,プレート境界での非地震性すべりに変動があり地震活動にも影響を及ぼした可能性が指摘されるなど,地震に先行して発生する現象の理解が進んだ。また,噴火の際の観測データや地質調査結果などに基づき,複数の火山について,起こりうる火山活動や噴火現象を時系列的にまとめた噴火事象系統樹の高度化が進み,噴火警戒レベルの設置や避難計画などの策定の際に科学的知見として活用されることが期待されている。
新たに取り組んだ災害誘因予測の研究では,地震や火山噴火の発生直後に,地震の規模や津波,火山噴火の状況を実時間で把握し,さらに津波や降灰などの災害誘因の即時予測に役立てるための研究が進展した。これらは,地震学・火山学の研究成果が災害軽減に直接的に貢献できる成果である。
東北地方太平洋沖地震,南海トラフの巨大地震,首都直下地震,桜島火山噴火については,総合的な研究を実施し,地震・火山に関する理学的研究成果を災害軽減につなげるための手法開発等の研究を異なる分野の研究者が連携して取り組んでいる。
本計画実施期間中には,2014年9月の御嶽山噴火や2016年4月の熊本地震が発生し,大きな災害をもたらした。御嶽山噴火については,噴火直前に急激な山体膨張を観測し,比較的規模が小さい噴火であっても直前予測の可能性を示したほか,噴火前の火山活動の変化と応力場の関係が明らかになった。また,火山災害情報の在り方に関して住民への調査を行うなど,文理融合研究が実施された。熊本地震については,前震から本震に至るまでの過程が地震活動と地殻変動により詳細に解明されたほか,大きな被害をもたらした地滑りの発生過程の解明や避難行動に関する調査など,地震の解明研究のみではなく,地震による災害に関する研究が行われた。なお,御嶽山については,戦後最大の噴火災害をもたらしたことを受け,平成26年11月に「御嶽山の噴火を踏まえた今後の火山観測研究の課題と対応について」が科学技術・学術審議会測地学分科会地震火山部会によってまとめられ,今後の火山観測研究の体制や方向性,戦略が検討された。

 2-2.本計画における課題とその対応

 地震学・火山学の研究成果を災害軽減につなげるために,防災に関する工学や人文・社会科学の研究者と連携して推進するという方針転換の最初の5ヶ年とされた本計画は,これまでに述べたように,分野連携で計画を推進するための様々な取組を行い,災害軽減につながる研究成果も出始めている。しかし,異なる研究分野の研究者が互いの研究について十分に理解するには時間がかかるため,異分野間の連携研究は萌芽的な内容が多いのも事実である。
「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」の実施状況等のレビュー報告書(平成29年1月)などの資料に基づいて,平成29年7月にまとめられた外部評価では,防災・減災に貢献するための基本となる地震・火山現象に関する基礎的知見を生み出し,社会的波及効果の期待できる研究成果もあらわれてきており,災害の軽減に貢献する方向へ方針転換したことは適切と評価された。災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究をより一層推進していく必要があるとされた一方で,今後改善すべき点として,以下の指摘があった。
・災害の軽減に貢献することを意識した研究の一層の推進
・理学,工学,人文・社会科学の研究者間のより一層の連携強化
・研究目標と目標に対する達成度の明確化
・社会や他分野の研究者が本計画に求めるニーズの把握,ニーズに合致した研究の推進
・火山の観測研究を安定して実施する体制の整備
これらを踏まえ,本計画では,地震・火山研究を「国民の生命を守る実用科学」と位置づける考え方をさらに推進していく。関連研究分野の研究者間の連携を一層強化することにより,災害軽減につながる連携研究の成果を得ることを目指す。研究の目標と,目標に到達するまでの道筋を示すとともに,特に重点的に取り組む研究については,この5ヶ年の計画中に達成を目指す内容を明示する。地震火山研究の成果を災害軽減に活かすためには,研究成果を社会に広めることが必要である。これを有効に実施するための文理融合研究を新たに始める。

3.地震火山観測研究の長期的な方針

3-1.基本的方針

 地震や火山噴火が多発する我が国において,地震,火山噴火及びこれらによる災害を科学的に解明することにより,災害軽減への貢献を目指して,地震・火山の観測研究計画を推進する。そのために,地震学,火山学を中核として,防災に関する工学,人文・社会科学の研究者が連携して,地震・火山現象を解明し,それらの予測の高度化を進めるとともに,その成果を活用して災害軽減に役立てるための方策を研究する。
 地震や火山噴火は,どこで,どの程度の頻度で発生し,その発生機構はどのようなものであるかを解明することは,これらによる災害に科学的に対処するために、最も基本的で重要なことである。そのため,地震・火山現象を観測し,実験的・理論的手法なども用いて,現象の解明を行う。高品質のデータの解析による地震火山噴火の発生過程や先行現象の把握や理解をすすめるとともに,先端的な観測技術による新しい物理・化学的データの解析にもとづく発生機構や発生場の解明を進める。また、計算機技術にもとづく地震発生や火山性流体挙動のモデル化や観測データとの比較を進め,地震火山現象の定量的な理解を進める。さらに,史料、考古データ、地質データを最大限利用して、長期間における地震火山活動を理解する。
地震や火山噴火の予測精度の向上は,災害軽減や防災対策の立案に役立てられることが期待できるため,今後も重要な目標の一つである。地震の長期予測は,過去の地震の発生履歴に基づいて行われてきた。地質データや史料・考古データを活用して地震の発生履歴をより詳細に解明することにより長期予測の改善のためのデータを蓄積する。さらに,これまでは十分に活用されていなかった観測データや地震発生の物理モデルの利用により,長期予測の高度化を目指す。地震の短期予測については,中央防災会議防災対策実行会議南海トラフ沿いの地震観測・評価に基づく防災対応検討ワーキンググループによる平成29年の報告「南海トラフ沿いの地震観測・評価に基づく防災対応のあり方について」にあるように,現時点では地震発生時期の確度の高い予測は困難であるという段階である。しかし,海底観測を含めた観測技術の進展と観測網の充実により,プレート境界等で発生している現象の把握は高精度でなされるようになってきており,断層すべり等の物理モデルの発展により,観測される現象の物理的理解も深まっている。観測される現象の意味を明らかにし,それが大地震に発展する可能性を評価して,災害軽減に役立てることは重要である。
火山噴火の長期予測は,地質データや史料の分析をもとに行われてきた。本計画では,これまで調査が難しかった規模の小さな噴火についても研究対象とし,火山噴火のデータベースの充実をはかる。併せて,数日から数週間,あるいは数ヶ月から数年の短中期的予測については,長年の研究観測計画により蓄積されてきた多項目観測データの分析を進める。噴火した事例のみならず,噴火には至らなかったものの顕著な異常現象を捉えた事例について比較研究を進めるとともに,マグマや火山性流体の挙動に関するモデル化を進め,火山活動の評価方法の構築や噴火発生を含む活動分岐の判断基準の構築を進める。また,近年の観測網の充実により,規模の小さな噴火であっても,数時間から数分前に顕著な異常現象が捉えられる事例が少なからずあることが明らかとなった。噴火発生メカニズムの解明とともに,災害軽減に結びつく直前予測方法の構築を推し進めることも重要である。
地震(断層運動)により生じる地震動や津波,火山噴火による噴石や火山灰,溶岩の噴出,津波などの災害誘因が,自然・社会の災害素因に働きかけることにより災害が発生する。災害軽減に貢献することを目標とする本計画では,地震・火山噴火の発生だけではなく,これらの災害誘因の予測研究を行うとともに,災害誘因と災害素因の相互作用も考慮して,災害が発生する過程を理解することが重要である。過去の事例や理論モデルなどに基づく地震・火山噴火の解明が進むほど,災害誘因の事前予測の確からしさや精度は向上すると考えられるため,地震・火山現象解明の研究成果を適切に取り入れることが重要である。また,地震動などの災害誘因の予測は構造物被害に関する研究などと組み合わせることにより被害予測に直結する。災害誘因の事前予測研究の成果を利用して,地震や火山噴火のリスク評価を改善するための研究を理工連携で取り組む。災害誘因の即時予測については,地震・火山現象解明の成果を利用するとともに,最新の観測システムの利用や計測・解析技術の開発により予測の精度や早さの改善を目指す。また,災害誘因の予測情報は不確実性を含んでいるなど,災害軽減に活用するためには課題も多い。予測情報の有効な活用法の研究についても文理融合で取り組む。
これまでの研究により,地震や火山噴火についての理解は大きく進んでいる。一方で,地震本部や気象庁などから,地震や火山噴火に関して多くの情報が発表されているものの,これらの情報が社会で十分に活用されず,必ずしも災害軽減に結びついていない事例も見られる 【P】 。地震学や火山学に基づく研究成果を災害軽減につなげるためには,地震や火山噴火に関する知見や情報を,いかに発信し,どのように活用してもらうかを研究することは極めて重要である。地震や火山に関する情報が適切な行動や対応につながるには,情報の受け手にも地震や火山及びそれらに起因する災害についての理解が必要となるが,そのような理解を効果的に広める手法については十分に研究されていなかった。そのため「防災リテラシー」向上のための研究を行う。

 3-2.中長期的な展望

 地震や火山噴火による災害を軽減するためには,様々な手段を用いる必要がある。比較的短い期間で進展が期待できるものから,短期間での実現は難しいが時間をかけて着実に進展させるべきものまであり,それぞれについて計画的に取り組むことが重要である。平成26年に開始された現行計画では,地震・火山災害の軽減のために,中長期的な展望の下,体系的に取り組む内容を次のように整理した。
(1) 地震や火山噴火が引き起こす災害にはどのようなものがあるかを解明し,国民や関係機関に広く知らしめること,
(2) 地震や火山噴火が,どこで,どの程度の頻度・規模で発生し,それらによる地震動,地盤変形,津波,噴火様式等がどのようなものかを想定して,長期的な防災・減災対策の基礎とすること,
(3) 地震や火山噴火の発生直後に,地震動や津波,火砕流や降灰,溶岩流などの災害を予測することにより対策に役立てること,
(4) 地震の発生や火山噴火の発生とその推移を事前に予測することにより有効な防災・減災対応を取ること。
このような分類は今後も有効と考えられ,計画の進捗に伴い,それぞれの項目における具体的な内容を更新していくことが重要である。
(1) は,地震・火山噴火の発生や,それらが引き起こす災害を科学的に解明して,その理解に基づいて災害に備えることが,合理的な地震・火山災害対策の基本であるべきとの考えに基づいている。そのため,地震や火山噴火がどのように災害を引き起こしてきたかを歴史記録なども活用して明らかにし,これらに関するデータベースを構築・公開する。一般の国民,行政機関,報道機関等によって,地震・火山災害について理解すべき内容は少しずつ異なるので,それぞれに対して科学的に理解し対応を促す取組が重要である。
 (2) については,過去にどのような地震・火山噴火が発生したかを科学的に明らかにすることが基本である。近代的な観測機器によるデータは100年程度の蓄積しかないが,巨大地震や大規模噴火の発生間隔は数十年を超えるため,史料,考古データ,地質データも利用して,地震や火山噴火の発生履歴を明らかにし,過去に発生した災害も考慮して,長期的な災害対策の基礎とする。地震については,過去の発生履歴をより詳細に明らかにするとともに,地震の発生間隔や規模のゆらぎを考慮し,理論的研究の成果も併用して地震の長期予測の高度化を行う。火山噴火については,地質調査を着実に進め,小規模な噴火も含むデータベースを充実させるとともに,個々の火山の噴火の発生頻度や噴火活動の推移の特徴を明らかにし,災害発生の視点も加えて最適な観測体制の構築に役立てる。また,海底地殻変動観測を含む測地学的観測技術の近年の進展により,陸域の活断層やプレート境界でのひずみの蓄積状況や,火山直下のマグマ溜まりの活動状況等が把握できるようになってきているため,これらを地震や火山噴火の長期予測に利用する手法を開発する。さらに,その長期的予測に基づいて災害誘因をより詳細に解明して,これらがどのような被害を引き起こしてきたか,また,今後どのような被害をもたらす可能性があるかについても検討する。
 (3) では,地震発生による地震動や津波,火山噴火による溶岩流,火砕流,噴石,降灰,津波などの災害誘因を,地震や火山噴火の発生直後に観測されるデータに基づいて即時的に予測し,その予測情報を避難等の防災行動につなげることにより災害軽減に貢献する。現行計画でも,この数年間に地震動・津波・火山灰の即時予測手法の開発に取り組み,大きな進展があった。海底観測網の充実等により利用できる観測データも増えてきているため,即時予測手法の更なる高度化を進め,行政機関等での社会実装を目指した研究を進めていく。研究を進めるに際して,社会的ニーズの変化に対応した,最適な災害誘因の即時予測情報の内容や発信方法について考慮することが重要である。
(4) については,地震や火山噴火の発生や推移の予測ができれば,それに基づいて多くの防災対応を取ることができるため,災害の軽減には極めて効果的と考えられる。地震や火山噴火に先行して様々な現象の観測が報告されており,これらの観測データを蓄積し,その確からしさを統計的に評価し,先行現象の物理・化学過程について理論的・実験的な研究を推進する。これにより,地震・火山噴火発生予測に利用可能な現象を科学的に明確にして,中短期予測の実現を目指す。大地震の連続発生や余震活動の予測,火山活動の推移予測は長年の課題となっており,今後も継続的に研究を進め予測の高度化を目指す。
 このように,地震学・火山学の成果を,関連分野の研究と連携させて,災害軽減につなげるための様々な取組を継続的に行うことが重要である。各分野における研究の発展段階はまちまちであるため,研究成果を社会実装につなげることを考える段階にあるものもあれば,実用化までには長期的な取組が必要なものもある。今後5年間は,観測データを利用した地震発生の新たな長期予測,地殻活動モニタリングと物理モデルに基づく地震発生予測,火山活動推移モデルの構築による火山噴火予測に重点的に取り組み,標準的な研究手法の開発や実際のデータを利用した予測実験の試行による手法の有効性の検証を目指す。

 3-3.観測研究計画実施体制の整備と計画の推進

 地震や火山噴火により多くの災害に見舞われてきた我が国では,長期間にわたって地震・火山噴火に関する調査研究が行われているが,その中で本計画は体系的・組織的な基礎的研究と位置づけられる。地震・火山噴火の研究を継続的に高度化していくためには,このような研究者の自発性に基づく先端的な研究が重要である。一方,災害軽減に着実につながる研究成果を得るためには,研究者の知的好奇心にまかせるだけではなく,地震・火山災害軽減のための課題を整理した上で,研究成果が災害軽減につながるまでの道筋を明確に意識して研究を進める必要がある。そのためには,地震・火山災害軽減のための課題に直面している地震本部や行政機関等と連携し,課題や研究成果についての情報交換を行い,基礎研究の成果を発展させた応用研究・開発研究の可能性や成果の社会実装について検討すべきである。また,災害は地震や火山噴火による地震動・津波・降灰などの災害誘因と自然・社会の災害素因との相互作用により発生するため,構造物や社会的脆弱性等の災害素因に関する研究を行う工学や人文・社会科学の研究者との連携も欠かせない。さらに,不確実性を伴う地震や火山噴火に関する情報を有効に利用して災害軽減に役立てるための研究や,地震や火山についての科学的な知見を広く理解してもらうことにより社会との共通理解を醸成するための手法についての研究を行うにも,関連研究分野の研究者との連携が必要である。
 地震や火山噴火を解明・予測するには,長期にわたる継続的な観測データの取得が必要である。そのために,行政機関,国立研究開発法人,大学等は,それぞれの役割や目的を明確にした上で観測を実施し,適切なデータ流通により観測データを有効に活用するとともに最新の研究成果を共有しながら,連携して観測研究を進める必要がある。研究,監視,防災対応をともに向上させ地震火山災害から国民の生命と財産を守ることにつなげるためには,観測の維持および更新,高精度観測技術の導入が必要である。国立大学等では,平成16年度の法人化以降,とくに火山観測設備の更新や高度化が進まず,観測研究の質の低下が懸念されている。国としての体制の整備が必要であろう 【P】 。また,近代的観測以前の地震や火山噴火を解明するためには,地球物理・地球化学的な観測データや,長期的な予測に資する史料,考古データ,地質データの長期的保存や有効利用についても組織的な取組が必要である。

お問合せ先

研究開発局地震・防災研究課

(研究開発局地震・防災研究課)

-- 登録:平成30年05月 --