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・南千島での巨大地震発生サイクルの解明

（3）最も関連の深い建議の項目

• 1．（2）エ．地震発生サイクル

（4）その他関連する建議の項目

• 1．（2）ア．プレート境界域における歪・応力集中機構

（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

　本研究では北海道から南千島に発生した過去の巨大地震の発生履歴を高精度に明らかにし、この地域での巨大地震発生サイクルに関する情報を得る事を目的とする。まず、日本、ロシア、アメリカ（特にハワイ）で観測された津波記象データ及び地震記象データを収集・統合する。また津波計算に必要な地震発生時の観測点近傍の海底地形データを収集・統合する。これらのデータを用いて過去の巨大地震の詳細な震源過程を明らかにする。特に研究が進んでいない1800年代後半にこの地域で発生した、巨大地震につてできるかぎりデータを集めて震源過程の解析をおこない、繰り返し発生した地震のすべり量分布を比較する事からこの地域の巨大地震発生サイクルを理解する。さらに、1994年北海道東方沖地震発生以降、巨大地震にはスラブ内地震が多く含まれているのではと考えられるようになってきた。そこで過去の巨大地震がプレート境界地震なのかスラブ内地震であったのかを震源過程解析により明らかにし、スラブ内巨大地震を含めて地震発生サイクルを理解する。最後に、最近の津波堆積物調査により、この地域でマグニチュード9クラスの超巨大地震が約500年に一度の周期で発生していた事が明らかになってきている。しかしこれまでの津波堆積物調査は十勝沖沿岸に限定されていた。本研究では北海道太平洋沿岸全域での津波堆積物調査を詳細に行い、過去の超巨大地震の発生域を把握する。

（6）平成18年度実施計画の概要

　アメリカ，日本での津波波形データの収集を行う。また地震発生時の観測点近傍の海底地形データを収集も行う。今年後入手した千島の検潮記録を含めた1973年根室沖地震の詳細な津波波形解析を行う。さらに1973年根室半島沖地震の最大余震（マグニチュード7.1，Mt（津波マグニチュード）7.5）の津波波形解析を行い、震源過程を推定する。1973年根室沖本震と最大余震の震源域を合わせて、1894年根室沖地震との違いを明確にする。太平洋沿岸で広く津波堆積物調査を行い、超巨大津波の太平洋沿岸全域での波高分布を明らかにする。

（7）平成18年度成果の概要

• 1）日本とアメリカの検潮記録の収集
  　根室測候所に保管されていた花咲検潮所の全ての津波波形原記録（1957年以降）をコピーすることができた。さらにアメリカNOAAのNGDCに保管されていた1854年からの津波記録を入手することができた。
• 2）1973年根室半島沖地震と1894年根室半島沖地震の比較
  　前年度から継続して研究を行っているが、将来の根室沖地震を議論するため、過去の根室沖大地震の発生過程を知る事が重要だ。本年度は1973年根室半島沖地震のすべり量分布を日本の検潮記録を用いて推定し、前年度までに推定した1894年根室半島沖地震の断層モデルと比較した。釧路・大船渡・鮎川・仙台新港・小名浜の5つの検潮記録を用いて津波波形インバージョンを行った結果を図1に示す。さらに1894年根室半島沖地震の断層モデル（青色長方形）と比較する。1973年根室半島沖地震の震源域は1894年の震源域よりも小さいことが明らかになった。さらに1973年根室半島沖地震の地震モーメントは6.5Nm（ニュートンメートル）（Mw（モーメントマグニチュード）7.8）と推定され、1894年の地震の地震モーメントが28.8Nm（ニュートンメートル）（Mw（モーメントマグニチュード）8.3）であったことと比べると、1973年の地震が1894年の地震よりも小さかったことは明らかだ。

  図1　津波波形インバージョンで推定した1973年根室半島沖地震のすべり量分布。上図の青色長方形は前年度までに推定された1894年根室沖地震の断層モデル。下図は観測波形と計算波形の比較。

• 3）2006年11月15日及び2007年1月13日の中千島沖地震の津波解析
  　今年度は、根室半島沖地震の最大余震の解析を進める予定であったが、2006年11月15日にプレート境界型の巨大地震が2007年1月13日には海溝沿いのプレート内正断層型巨大地震が中千島列島沖（シンシル島沖）で相次いで発生したため、その津波波形解析を進めた。この地震の発生により北海道・南千島・中千島・北千島・カムチャッカ沖にかけての沈み込み帯ではどこでもプレート境界型の巨大地震が発生することが明らかになった。両地震で発生した津波波形から地震の規模を推定し、地震波形から推定された規模と津波の整合性が取れるか検証する。11月の地震は山中（東大地震研）のすべり量分布を参考に図1の赤い長方形を断層と仮定した（走向220度、傾斜25度、すべり角96度、、長さ200キロメートル、幅80キロメートル）。1月の地震も山中（東大地震研）のすべり量分布を参考に図2の黄色い長方形を断層と仮定した（走向220度、傾斜37度、すべり角108度、長さ130キロメートル、幅30キロメートル）。解析に使用した津波波形は、図2に示すように11月の津波に対しては日本、アメリカ西海岸、ハワイの9検潮所の記録である。1月の津波に対しては日本の3検潮記録とアメリカのNOAA-PMELが最近日本近海で観測を開始したブイ式海底圧力計に記録された波形を用いた。各検潮記録の津波第1波から第2波までの観測波形と計算波形の波の高さを比較かすることによりすべり量を推定した。図3には11月の津波に対する観測波形と計算波形の比較を示す。図4には1月の津波に対する観測波形と計算波形の比較を示す。ブイ式海底圧力計には最初地震波が記録されている。
  　結果として11月の津波から推定されたすべり量は5.1メートル、地震モーメントは2.410Nm（ニュートンメートル）（Mw（モーメントマグニチュード）8.2）となった。さらに、1月の津波から推定されたすべり量は6.4メートル、地震モーメントは0.7510Nm（ニュートンメートル）（Mw（モーメントマグニチュード）7.9）となった。剛性率は30GPa（ギガパスカル）を仮定している。津波から推定された11月の地震の規模は地震波形から推定されている規模とほぼ等しい。しかし1月の地震については、地震波解析では11月の地震とほぼ同じ規模に推定されているのに対し、津波からは1月の地震は明らかに11月の地震よりも小さく推定された。原因究明にはさらに詳しい解析が必要だ。

  図2　上図：山中（東大地震研究所（※東京大学地震研究所へリンク））のすべり量分布の図の上に、本研究で津波を計算した断層を追加した。下図：津波波形解析に用いた検潮所および海底圧力計（NOAA-PMEL）の位置、（1）は11月の津波の解析に用いた検潮所、（2）は1月の津波解析に用いたもの。

  
  

  図3　2006年11月15日千島列島東方沖地震の観測津波波形と計算津波波形の比較。（欠損データが多い。）

  
  

  図4　2007年1月13日千島列島東方沖地震の観測津波波形と計算津波波形の比較

（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）

• Tanioka, Y., K. Satake, and K. Hirata, Recurrence of Recent Large Earthquakes along the Southernmost Kurile-Kamchatka Subduction Zone, in Volcanism and Tectonics of the Kamchatka Peninsula and Adjacnet Arcs, Geophysical Monograph, in press.
• Tanioka, Y, and K. Katsumata, Tsunami generated by the 2004 Kushiro-oki earthquake, Earth Planet and Space, in press.

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名

（10）問い合わせ先

• 部署等名：北海道大学大学院理学研究科地震火山研究観測センター
• 電話：011-706-3591
• 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）