平成18年度年次報告

（1）実施機関名

北海道大学大学院理学研究院

（2）研究課題（または観測項目）名

北海道内陸活断層での歪・応力集中メカニズムの解明

（3）最も関連の深い建議の項目

• 1．（2）イ　内陸地震発生域の不均質構造と歪・応力集中機構

（4）その他関連する建議の項目

• 1．（3）ア　断層面上の不均質性

（5）本課題の平成16年度からの5ヵ年の到達目標と、それに対する平成18年度実施計画の位置付け

　活断層・歪集中帯の物理特性とその生成メカニズムを明らかにするため、次のような観測研究を実施する。（ア）稠密GPS観測による歪の時空間変化、断層深部のすべり様式の解明。（イ）広帯域MT（マグネトテルリック）観測による活断層・歪集中域の詳細な比抵抗構造探査。（ウ）高密度地震観測による地震発生層の深さ下限の高精度推定。5ヵ年の計画で、跡津川断層地域の共同研究および道北地域の北大を主体とした観測とを実施する。
　以上のような目標の下、18年度も引き続き、十勝沖地震後のGPS観測から、特に歪の集中が予測される弟子屈地域の重力、電磁気観測による活断層構造の調査を計画している。

（6）平成18年度実施計画の概要

　引き続き、跡津川断層での共同観測に参加し、データの取得、解析を共同して進める。
　十勝沖地震後のGPS観測によると、弟子屈地域に歪が集中して生きている可能性が示された。この地域は1960年代にマグニチュード6.5クラスの内陸地震が起こり、地震断層も出現したが、活断層の分布はあまり明らかにされていない。18年度は、1938年屈斜路地震の際出現した地震断層や、50年代、60年代に発生した弟子屈地震の震源域において、電気探査、反射法地震探査、空中電磁気探査等のうち可能なものを実施、活断層付近の地下構造を調べる。また、引き続き、重力探査およびMT探査を中心とした構造探査を行い、この地域の活断層分布、地震発生層の構造を調べる。
　また、17年度に調査を始め、興味ある構造が見られた2004年留萌支庁南部地震の震源域の地下構造探査も進める。

（7）平成18年度成果の概要

• 屈斜路地震断層の構造
  　1938年5月29日に発生した屈斜路地震（マグニチュード6.1）では地震断層が地表に現れた。地震直後、断層変位の調査や余震観測等の調査は行われたが、地下構造探査はあまり行われていなかった。北海度大学では、平成17年から重力探査、MT探査により弟子屈地域の地下構造を調べてきた。本年度は、計画に従い、屈斜路地震断層でのAMTおよび電気探査を行った。
  　その結果、断層を境に北東側の地層が落ち込んでいるようすが明らかになった。周辺の重力探査の結果と合わせて考えると、屈斜路カルデラを形成した断層群の一部が活動したと考えられる。この結果は、火山地帯との境界に位置する弟子屈地域の内陸地震発生の場の特徴を表すものと考えられる。
• 地震波速度構造と内陸地震
  　沈み込む太平洋プレートに伴って発生しているやや深発地震に対して、グーテンベルグ・リヒターの関係式のb値を調べると、その空間分布は一様ではないことが分かる。b値の大きな場所は、北海道東部では、火山フロントの直下ではなく、背弧側に数10キロメートル寄ったところに存在する。太平洋プレートからの脱水反応やマグマの生成によってプレート上面付近のpore pressureが上昇し、法線応力が減少した結果、b値の大きな地震が発生していると考えると、高b値異常域はこれら液相の主要な発生源に対応していることになる。

  図1．MT法による屈斜路地震断層付近の比抵抗構造

  　また、沈み込む太平洋プレートからの脱水反応は、活断層深部への水の供給源として注目されている。3次元地震波速度構造の解析結果によると、北海道東部のマントルウェッジには、東北地方では見られないようなP波の低速度域が存在する。これは東北地方よりも多量の水が脱水反応によって地殻下部に供給されている可能性を示唆する。この多量の水と北海道東部でマグニチュード6クラスの内陸地震が頻発していることと関係があるかも知れない。
• 福岡県西方沖地震のデータ解析
  　2005年福岡県西方沖地震において行った余震およびGPS観測の解析を行った。その結果、余震の下限が震源域中央で深く、端にいくほど深くなっていること、高い応力降下があった部分は弾性定数が大きいこと、余効すべり域が余震域の浅部に集中していることが明らかになった。

（8）平成18年度の成果に関連の深いもので、平成18年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）

• Hori, M, S. Matsumoto, K. Uehira, T. Okada, T. Yamada, Y. Iio, M.Shinohara, H. Miyamachi, H. Takahashi, K. Nakahigashi, A. Watanabe, T.Matsushima, N. Matsuwo, T. Kanazawa, and H. Shimizu, Three-dimensional seismic velocity structure as determined by double-difference tomography in and around the focal area of the 2005West off Fukuoka Prefecture earthquake, Earth Planets Space,58,1621-1626,2006.
• 市原　寛，茂木　透，神山　裕幸、重力異常による北海道東部弟子屈地域の三次元地殻構造解析、日本地球惑星科学連合2006年大会
• 市原　寛，神山　裕幸，茂木　透、比抵抗構造・重力異常から示唆された北海道東部の横ずれ断層帯、日本地質学会第113年学術大会
• Ichihara, H., T. Mogi, R. Honda, H. Kamiyama, Y. Yamaya, H. Hase, T. Watanabe and Y. Ogawa Resistivity structures around intraplate earthquake zones in Hokkaido, Japan, AGU 2006 Fall meeting, San Francisco, USA.,2006
• Katsumata, K., Imaging the high b-value anomalies within the subducting Pacific plate in the Hokkaido corner, Earth Planets Space,2006, in press.
• Katsumata, K., N. Wada, and M. Kasahara, Three-dimensional P and S wave velocity structures beneath the Hokkaido corner, Japan-Kurile arc-arc junction, Earth Planets Space,58, e37-e40,2006.
• Nakao, S., H. Takahashi, T. Matsushima, Y. Kohno and M. Ichiyanagi,Postseismic deformation following the 2005 West Off Fukuoka Prefecture Earthquake (M7.0)derived by GPS observation, Earth Planets Space,58,1617-1620,2006.
• Shimizu, H., H. Takahashi, T. Okada, T. Kanazawa, Y. Iio, H. Miyamachi,T. Matsushima, M. Ichiyanagi, N. Uchida, T. Iwasaki, H. Katao, K. Goto,S. Matsumoto, N. Hirata, S. Nakao, K. Uehira, M. Shinohara, H. Yakiwara,N. Kame, T. Urabe, N. Matsuwo, T. Yamada, A. Watanabe, K. Nakahigashi, B.Enescu,K. Uchida, S. Hashimoto, S. Hirano, T. Yagi, Y. Kohno,T. Ueno, M.Saito, and M. Hori, Aftershock seismicity and fault structure of the2005West Off Fukuoka Prefecture Earthquake (MJMA7.0)derived from urgent joint observations, Earth Planets Space,58,1599-1604,2006.
• Uehira, K., T. Yamada, M. Shinohara, K. Nakahigashi, H. Miyamachi, Y. Iio, T. Okada, H. Takahashi, N. Mastuwo, K. Uchida, T. Kanazawa, and H. Shimizu, Precise aftershock distribution of the 2005 West off Fukuoka Prefecture Earthquake(Mj7.0)using a dense onshore and offshore seismic network, Earth Planets Space,58,1605-1610,2006.

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名

北海道大学：茂木透、勝俣啓、高橋浩晃、本多亮

（10）問い合わせ先

• 部署等名：北海道大学・地震火山研究観測センター
• 電話：011-706-2643
• E-mail：mogitisv@mail.sci.hokudai.ac.jp
• URL：http://www.sci.hokudai.ac.jp/grp/isv/isv-web/
  （※北海道大学地震火山研究観測センターホームページへリンク）