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1.地震発生に至る地殻活動解明のための観測研究の推進

(2) 地震発生に至る準備・直前過程における地殻活動

 地震発生に至る準備過程から直前過程を解明することは、地震発生の短期予測実現のために極めて重要である。さらに、長期予測の高度化のためには地震発生サイクルとその揺らぎを生み出すメカニズムを解明しなければならない。このような観点から、平成19年度は以下の観測研究を行う。

ア. プレート境界域における歪・応力集中機構

 これまでの研究により、プレート境界においては、「地震時に大きく滑る領域(アスペリティ)」と「ゆっくりと滑る領域(ゆっくり滑り域)」があり、それらの領域は変化しないことが分かってきた。このような背景の下、2003年十勝沖地震震源域〜根室半島沖周辺や宮城県沖地震の想定震源域、茨城県沖、さらに、想定東海地震震源域や東南海・南海地震の想定震源域、日向灘等を中心としたフィリピン海プレートの境界域におけるアスペリティやゆっくり滑り及び不均質構造の実態を解明する観測研究を推進する。
 滑り特性を支配するプレート境界の構造や境界付近の物質の性質を探るために、海溝陸側斜面や海陸境界域において構造探査実験や自然地震観測とそのデータ解析を行う。プレート境界におけるゆっくりとした滑りの時空間分布を把握するために、海陸での測地観測を充実し、小規模な固有地震である相似地震(小繰り返し地震)の解析の高度化を行う。GPS−音響結合方式等による海底における地殻変動観測及び沿岸域における高精度絶対重力測定を継続し、また、海底から海岸線に至る領域の地殻変動や地殻内流体・熱の輸送に関する研究を推進する。一方、深部低周波微動とそれに同期する非定常ゆっくり滑りの同時観測を継続し、これらのイベントの発生に及ぼすプレート境界深部プロセスの影響の解明を図る。これらの成果に加え、フィールド調査やボーリング試料の分析、数値シミュレーション等の結果も統合して、プレート沈み込み帯におけるミクロ-マクロ現象を統一的に理解するモデルの構築を図る。

イ. 内陸地震発生域の不均質構造と歪・応力集中機構

 内陸地震発生域においては、内陸の特定の領域に歪・応力が集中して地震発生に至るモデルの検証と高度化が重要課題となる。この目的のために、詳細な不均質構造と応力・歪速度の時空間変化の推定及び応力集中を作り出す不均質構造の鍵となると考えられる地殻内流体の分布を把握する研究を推進する。
 まず、日本で最大の歪集中帯である新潟-神戸歪集中帯に位置する跡津川断層及びその周辺において高密度な地震、歪、比抵抗等の観測・測定とそのデータ解析を行う。2004年新潟県中越地震や福岡県西方沖地震の震源域周辺の構造・応力場についての解析を進める。それ以外の地震多発域においても、稠密GPS観測や地震観測を行い、断層面やその周辺の特性の解明を図る。
 地殻応力と全磁力の関係を検討するために、伊豆半島北東部における地磁気全磁力観測を継続する。また、全国に渡る全磁力精密連続観測を継続する。
 一方、地殻内流体の分布と挙動及び地震発生との関連を解明するために、低周波地震や微動の詳細な分布や波形の特徴を調べる。地殻内流体分布の推定に有効な比抵抗測定を過去の大地震の震源域や将来の想定震源域を中心として行う。また、流体の挙動と誘発地震との関係や断層強度回復過程の解明のために、野島断層における注水実験の解析を進める。

ウ. 地震発生直前の物理・化学過程

 地震発生直前に生じる不可逆的な物理・化学過程を解明することは、地震の直前予測にとって極めて重要である。このため、力学的直前過程、流体の挙動と地震発生の関係及び電磁気学的現象と地震発生の関係に関する研究を推進する。
 まず、鉱山における半制御実験を通じて、至近距離において破壊核形成過程を観測することを目指す。地震や非定常ゆっくり滑りの発生における流体の役割を解明するために、伊豆地域等で電磁気観測と重力観測を継続する。地震発生前の電磁気的現象の有無について検討するために、十勝沖地震震源域の比抵抗構造の解析を進め、VHF電波の伝播異常の観測を継続する。また、地磁気全磁力観測と自然電位観測を行い、地磁気異常と地殻活動や地殻内流体との関係について検討する。

エ. 地震発生サイクル

 従来、プレート境界や活断層で発生する大地震については、地震発生サイクルモデルに基づく統計的長期予測が行われてきた。さらに、統計学的モデルと物理学的モデルとを統合し、より信頼性の高い地震発生予測の実現を目指す。
 過去の活動の規則性と多様性を検討するために、別府湾や南海トラフ沿岸域、三陸海岸から常磐海岸にかけての太平洋沿岸域等において音波探査や津波堆積物の調査を行い、超巨大津波の履歴と海岸を隆起させる地殻変動の履歴に関する研究を推進する。また、インド洋東部でも古地震調査を実施し、比較検討を行う。糸魚川-静岡構造線北部でボーリング調査により長大断層系のセグメント構造を検討する。さらに、北海道〜南千島での過去の巨大地震による津波と地震記象データを国内外で収集し、震源過程を解析する。一方、断層のセグメント構造・セグメント間相互作用の解明を目的として国内外の断層系で調査を行い、さらに、セグメント間相互作用の動的破壊シミュレーションの高度化のための研究を継続する。また、アスペリティの破壊の規則性と再来間隔の揺らぎや連動破壊をもたらす条件について、相似地震の解析やシミュレーションによる研究を行う。


「地震発生に至る準備・直前過程における地殻活動」研究課題(または観測項目)

機関 番号 研究課題(または観測項目)名
北海道大学 1003 十勝沖地震震源域の強度回復過程と根室沖地震の発生予測に向けた準備直前過程の総合観測研究
1004 十勝沖・根室半島沖地震におけるカップリングの時空間分布
1005 北海道内陸活断層での歪・応力集中メカニズムの解明
1006 地震に関連した電磁気シグナルの発生・伝播メカニズムの解明
1007 北海道・南千島での巨大地震発生サイクルの解明
弘前大学 1102 十和田における地殻流体の分布と挙動の解明
東北大学 1201 プレート境界型地震の発生機構の解明
1202 内陸地震の発生過程の解明
1203 相似地震(小繰り返し地震)の発生ゆらぎをもたらす原因の解明
秋田大学 1301 震源域周辺の比抵抗構造精密調査
東京大学地震研究所 1403 総合観測による沈み込み帯プレート境界におけるアスペリティの実態解明
1404 歪集中帯及び内陸地震発生域における応力蓄積・集中メカニズムの解明
1405 電磁気・重力の同期観測による、地震発生に果たす地殻内流体の役割の解明
1406 地震発生サイクルの普遍性とゆらぎの検証
東京工業大学 1601 地殻比抵抗構造調査
1603 全磁力経年変化からみた地殻応力蓄積過程
名古屋大学 1702 東海・東南海地震の震源域のプレート間カップリング解明とプレート間巨大地震の発生予測
1703 群発地震域や活断層域のローディング機構と地下流体の挙動
京都大学防災研究所 1802 次の南海地震の発生予測の高度化
1803 内陸歪み集中帯の構造とダイナミクス
1804 断層における注水実験および応力状態の時間変化
1805 半制御実験による震源核形成過程の解明
鳥取大学 1902 内陸地震の発生機構の解明−特に、西南日本の地震特性と深部構造の関連に着目して−
高知大学 2001 南海地震震源域のセグメント構造と長中期的発生予測
九州大学 2101 九州地域(日向灘)におけるプレート間カップリングの時空間変動
2102 大・小規模アレイによる内陸地震発生域における不均質構造と歪・応力集中メカニズムに関する研究
鹿児島大学 2201 日向灘南部から奄美大島にかけての領域のカップリング状況の把握
独立行政法人防災科学技術研究所 3002 深部低周波微動とスロースリップの解明
独立行政法人海洋研究開発機構 4001 固体地球統合研究
4002 海洋底ダイナミクス研究
独立行政法人産業技術総合研究所 5001 内陸活断層の微細構造、応力場の解明
5002 活断層系のセグメンテーションの研究
5003 海溝型地震及び海域活断層の履歴解明
気象庁 7001 地震発生機構と地殻構造に関する基礎的研究
7002 伊豆半島東部における地磁気全磁力観測
7018 全磁力精密連続観測
海上保安庁 8003 海底地殻変動観測


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