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

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

（3）最も関連の深い建議の項目

• 1．（2）ウ.地震発生直前の物理・化学過程

（4）その他関連する建議の項目

• 1．（4）ア　摩擦・破壊現象の物理・化学的素過程

（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

　以下の観測を5ヵ年間継続し、地震の準備・直前過程での変動を議論する。

• 低周波電磁波観測
  　主として北海道東部地域において、ULF帯の磁場、電場の変動観測を多点で実施する。発生・伝播モデルを考えるための比抵抗構造探査も行う。また、プレート固着域の変化に伴う比抵抗変化のモニタリングも行う。
• VHF帯電波伝搬異常の観測
  　FM放送電波の伝播異常を北海道全域を複数の送受信経路でカバーする観測を行う。とくに、根室、厚岸、弟子屈地域、えりも地域を重点的に観測する。
• 地磁気による地殻応力モニター
  　大きな地殻の沈降が続いている北海道東部地域において、地殻応力の増加を圧磁気効果によりモニターする。
• 電磁波伝播のシミュレーション
  　不均質構造中の電磁波伝播について数値モデル計算によるシミュレーションを行い、震源で発生した電磁気シグナルが地表付近に伝播するメカニズムを検討する。
  　以上のような5ヵ年計画の下、18年度も、根室、厚岸、弟子屈地域で地磁気、地電位、VHFの観測を継続し、地震活動と電磁気現象との関連性を調べる。

（6）平成18年度実施計画の概要

　16年度えりも地域で得られたMT（マグネトテルリック）観測データを解析し、この地域の3次元比抵抗構造求め、十勝沖地震の震源域の比抵抗構造を調べる。また、道東地域、えりも地域を中心に、根室、厚岸、弟子屈地域で地磁気、地電位、VHF電波伝播異常の観測を継続する。特に、発生が予想される根室半島沖地震や弟子屈地域の内陸地震に備える観測を強化する。

（7）平成18年度成果の概要

• えりも地域の3次元比抵抗構造
  　すべての点でBIRRP法による見かけ比抵抗、位相値を求めたが、まだ、データの一部に悪いところがあるので、柿岡地磁気観測所や国土地理院江刺観測所のデータによる長距離のリファレンスを試みている。また、3次元比抵抗構造求めるためのインバージョンコードを開発する研究を行った。手法としては3次元フォーワードモデリングとシミュレーテッドアニーリングをベースにした感度制御型平滑化拘束つきインバージョンとを組み合わせたものである。
• VHF電波伝播異常の観測
  　北海道におけるVHF観測は6ヶ所であったが、十勝支庁の広尾町1点増設した。また、弟子屈観測点では、散乱波の方向探知のために新たにアレイ観測装置を設置した。図1は、北海道の観測点、目標局のFM放送局および64MHz（メガヘルツ）帯発信点の位置を示す。北海道と周辺の地震活動は活発ではなく、最大震度4の地震を4回観測し、震度5はなかった。しかし、VHF電波伝播異常は平成19年2月10日現在、17個の地震と関係して発生したと考えられる。図2には、北海道東部および太平洋沿岸付近で発生した地震で異常が発生したかどうかが示されている。すでに日高山脈南部地震群を含む内陸地震のマグニチュードや最大震度に対し、散乱波の総継続時間と最大震度の間に定量的な関係が示されている（図3）ので、北海道東部でも同じような関係が得られることが期待される。図4は、北海道東部で観測された異常総継続時間と最大震度との関係である。観測された地震は、マグニチュードの範囲が狭いのでややばらつくが日高山脈の場合と同じ傾向がある。
  　6月17日と7月11日に起きた十勝沿岸のやや深発地震（マグニチュード4.7と4.0）の前に観測された広尾局からの散乱波の方位は、方位探知装置によって方向が推定された。前者の地震に関係した散乱波はN18W、後者の地震に関係した散乱波はN30Wから到来していることが判明し、それらはだいたい震央の方位と同じであった。この装置は、まだいくつかの問題が有るが、今後改良して来年度は2ヶ所にさらに配置することを予定している。
• 道東地域での地磁気による応力モニタリング
  　本年度はまず、2003年十勝沖地震の断層モデルや今後発生が予想される根室半島沖地震や十勝沖から根室沖までが同時に破壊される巨大地震のモデルに対して、道東地域でどのような地磁気変化が予想されるかをピエゾ磁気のモデル計算でシミュレートした。十勝沖地震での結果を図5に示す。この結果、地殻の磁気構造の境界にある厚岸北部地域や別海地域で大きな変化が予想されるので、本年度、厚岸北部地域および根室市西部地域に観測点を増設した。

  第1図．観測点（：TNK，中川；HSS，札幌南区；ERM，エリモ；HIR，広尾；TES，弟子屈；AKP，厚岸；OCI，根室），目標放送局（），および64MHz（メガヘルツ）発信点（：MUJ，三石；TKG，弟子屈；AYM，厚岸；BTG，根室）の位置．

  
  

  第2図．2005年12月以降，北海道東で発生したマグニチュード4以上の地震の震央で，数字は深さ（キロメートル）と括弧内はマグニチュードを示す．は散乱波が観測されたと考えられるもの，は観測されなかったもの．

  
  

  図3．北海道内陸部で発生した地震に対して観測された散乱波の総継続時間の常用対数{Log（Te）}と最大震度との関係を示す．

  
  

  図4．北海道東部で観測された散乱波の総継続時間の常用対数と，関係した地震の計測震度との関係．沿岸部の震央を持つ地震（）と内陸部で発生した地震（）．海洋で起こった地震に付いては，やや複雑な関係がありそうである．

  
  

  図5．十勝沖地震の断層モデル予想された地磁気の変化。この時点で、変化の大きい厚岸北部に測点がなかったの有意な変化は観測されなかった。

（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）

• 森谷武男、山本勲、茂木透、高田真秀、最近のVHF散乱波による直前予知事例と散乱波方位測定、地震学会2006年秋季秋季大会予稿集

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名

北海道大学理学研究科：茂木透、高田真秀、森谷武男、橋本武志、西田泰典

（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）