平成18年度年次報告

（1）実施機関名

東京大学地震研究所

（2）研究課題名

地震発生サイクルの普遍性とゆらぎの検証

（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．（1）ア．日本列島及び周辺域のプレート運動
• 1．（1）イ．列島規模のプレート内の構造と変形
• 1．（2）ア．プレート境界域における歪・応力集中機構
• 1．（2）イ．内陸地震発生域の不均質構造と歪・応力集中機構
• 1．（3）ア．断層面状の不均質性
• 1．（4）ア．摩擦・破壊現象の物理・化学的素過程
• 1．（4）イ．地殻・上部マントルの物質・物性と摩擦・破壊構成則パラメータ
• 2．（1）ア．日本列島域
• 2．（1）イ．特定の地域
• 2．（1）ウ．予測シミュレーションモデルの高度化

（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

• 1）大地震において、地震発生サイクルにどの程度の周期的規則性が存在するのか？
• 2）地震発生サイクルのゆらぎの地域性は何に規定されるのか？
• 3）実際のゆらぎは何によって生じているのか？

を解明することが本計画の最終目標である。地震サイクルの例外的存在の可能性をもつアルマゲドン地震の調査、地震サイクルのゆらぎと分岐形状やずれの量分布との相関の調査、大地震発生サイクルの統計的モデルの構築、紀伊半島周辺の小繰り返し地震カタログの構築、茨城県南西部の小繰り返し地震発生モデルの構築、小繰り返し地震発生のゆらぎの検討、物理学的モデルの構築、統計学的モデルと物理学的モデル統合により、上記目標を目指す。このため、平成18年度には、別府湾、三陸海岸、長野県白馬村、大分県南部で、音波探査、ボーリング調査、バイブロコアリングなどを行って、地震発生時、隆起量、津波履歴を推定する。また、紀伊半島地域や茨城県南西部の小繰り返し地震のカタログを検討し、発生モデル構築へ向かう。

（6）平成18年度実施計画の概要

1. 活断層調査・歴史資料調査・津波痕跡調査等に基づく大地震発生の履歴の検証
   　大地震発生のゆらぎの解明にむけて、別府湾で断層ごとの詳細音波探査により地震発生時を推定する。また、糸魚川-静岡構造線北部の白馬村周辺でボーリング調査を行って、長大断層系のセグメンテーションを検討する。三陸海岸吉里吉里のボーリング調査では、採取試料を圧密試験して圧密沈下量を算出し、地震時隆起量を推定する。大分県南海部郡の蒲江町波当津にある高度10メートルの浜堤背後の後背湿地（水田）で津波堆積物調査を行い、竜神池で得られた大規模な津波と対比して、古津波データの信頼度を高める。
2. 紀伊半島地域で発生する地震の波形データの収集、南紀地域のカタログ構築
   　紀伊半島地域で得られた小繰り返し地震カタログと他地域のカタログを比較検討し、東南海・南海地震の地震サイクルとの関連を検討する。
3. 小繰り返し地震カタログの検査および発生モデルの構築
   　茨城県南西部を中心として関東地方のプレート沈み込み帯で発生している地震の震源・メカニズム解等の情報を高精度に決定する。特に、フィリピン海プレートおよび太平洋プレート境界での顕著な小繰り返し地震活動が見られる茨城県南西部について、トモグラフィの結果も参考にしながら小繰り返し地震が存在しているまわりの状況について理解を深め、この地域における小繰り返し地震の発生のモデル化を行う。
4. 小繰り返し地震による再来間隔のゆらぎの検討
   　茨城県沖で多数発生する小繰り返し地震のデータを統計的に処理することによって、地震の再来間隔についてどの程度の統計的ゆらぎが存在するのか検討する。

（7）平成18年度成果の概要

1. 活断層調査・歴史資料調査・津波痕跡調査等に基づく大地震発生の履歴の検証
   　南海地震および三陸沖の地震に関して、これまで知られている地震サイクルを超える300〜700年程度の間隔をもつハイパーサイクルの存在が明らかになった。元禄より前の関東地震による可能性をもつ津波堆積物が見出された。また、糸魚川-静岡構造線北部でボーリング調査を行った。これらに集中した結果、計画の一部は実施しなかった。
   • a）日南海岸における調査
     　大分県佐伯市米水津、間越龍神池および六反池において津波堆積物調査を行った結果、過去3,300年間に8回の大津波に襲われたことが判明した。最新のものは1707年宝永南海地震によるものと考えられ、このような津波が約300〜700年に一度のハイパーサイクルで発生したと推定される。684年天武南海地震（白鳳地震とも呼ばれる）、1361年正平南海地震、1707年宝永南海地震が、このような地震であり、次の南海地震も同様な地震となる可能性がある。この結果と時間予測モデルとを用い、歴史地震記録および地震考古学資料に基づき、南海地震史の作業仮説（天武以降11回の南海地震）が提案できる。

     図1　南海地震のハイパーサイクル　（左）コア写真と砂層　（右）年代測定結果（暦年補正済み）

   • b）三陸における調査
     　平成17年度に引き続き，三陸海岸の宮古湾葉の子浜，大槌町吉里吉里，大槌湾，大船渡市碁石浜，陸前高田・高田松原，気仙沼市崎野などの海岸沿いの湿地や内湾においてボーリング，ジオスライサー等を行い，地層の採取と分析を実施した．
     　過去約2,000年前〜6,000年前の津波堆積物年代の地域間対比から，500年から最大700年程度の間隔のハイパーサイクルを持つ超巨大三陸地震の存在が示唆される（図2）。
     　新しい堆積物の分布が予想される高田平野の松原背後にある古川沼の埋立地での調査の結果，直下の地層からチリ津波に対比できる可能性のあるイベント堆積物が採取された．一方、大船渡市合足に残る1896年明治三陸津波で打ち上げられた津波石に付着したカンザシゴカイの14C年代測定結果から，当該地域の海洋リザーバ効果が算定された．この結果を使って従来の大槌湾の堆積物年代を暦年補正した結果，慶長地震と貞観地震の年代にそれぞれ対応する可能性があるイベント堆積物が特定された．
     　三陸海岸では，過去数十年の験潮記録から年間5ミリメートル程度（千年あたり約5メートル）の沈降が観測されている．一方この地域の堆積物が示す平均的な沈降量は，千年あたり1メートルにすぎない。両者の差を補う隆起現象（千年あたり約4メートル）解明のため，大槌町吉里吉里湿地で不撹乱試料を採取し圧密試験を行った結果、離水したピート層に換算して約2メートルの厚さに対応する先行荷重が明らかになった。1回あたりの隆起量は最大2メートル程度と推定される．過去2,000〜5,000年間の津波回数から、2メートル程度の隆起が6回あったとすると3千年間の累積隆起量は12メートルとなり、予想された隆起現象が説明できる．しかし最近の約2,000年間は，今後の課題である。

     図2　三陸海岸の津波堆積物から推定される地震ハイパーサイクル

     
     
   • c）三浦半島小網代湾での津波堆積物調査
     　小網代湾奥の干潟でジオスライサー調査を行い、約2メートルのコア中に三つのイベント層を見出した。これらは1923年および1703年の関東地震の津波堆積物および元禄より前の関東地震による津波堆積物と認定した。元禄前の津波堆積物の年代については、弥生時代末〜鎌倉時代初期の可能性が考えられ、より詳しく解析中である。
   • d）糸魚川-静岡構造線北部、白馬村でのボーリング調査
     　活断層の活動間隔の規則性や、変位量との相関の検討のため、糸魚川静岡構造線断層帯北部を対象としてボーリング調査を行った。長野県白馬村大出では、最近の大地震発生時期と地震時上下変位量の推定を、白馬村新田では上下変位速度見積もりの高精度化を、それぞれ目的とする。大出では、断層変位に起因するせき止めによって形成されたと考えられる半湿地で地下の扇状地堆積物に到達するボーリングコアを計5本取得（長さ各約3メートル）、新田では扇状地堆積物に到達するコアを計6本取得し（長さ1〜3メートル）、現在解析中である。
2. 小繰り返し地震カタログの構築および解析
   　地震波形データの蓄積を行い、プレート沈み込み域を中心に日本列島全域で小繰り返し地震を抽出した。得られた小繰り返し地震群について、発生位置の広がりを基にさらにまとめてすべり速度推定群を作成し、データに欠落があった場合でも比較的安定なすべり速度変化の推定を可能にした。また、二重走時差トモグラフィ法から推定された茨城〜千葉県下の詳細な三次元速度構造、沈み込むフィリピン海プレートの上部・下部境界の位置と小繰り返し地震発生位置の関係を調査した。小繰り返し地震を含む地震クラスターは、太平洋プレートの上部境界、フィリピン海プレートの上部境界、および両プレートの衝突部付近に位置していた。ただし、フィリピン海プレートの小繰り返し地震は太平洋プレートとは異なり、大地震発生域より深部に発生し、両プレートの衝突部付近では、S波速度は上盤側プレートが下盤側よりも高速度になっているなど、場所毎に異なる発生の特徴が見られた。なお、本年度は計画概要2から4を併せて実施し、また、課題番号1403（総合観測による沈み込みプレート境界におけるアスペリティの実態解明）の一部を本課題で行うこととした。

（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）

• 千田昇・中上二美,大分県佐伯市米水津とその周辺地域における宝永4年，安政元年の南海地震と津波の分析,大分大学教育福祉科学部研究紀要，29巻1号投稿中．
• Hagiwara, H., T. Igarashi, N. Hirata and S. Sakai, Velocity structure in the Kanto Region from dense array observation: A new configuration of the Philippine Sea plate, American Geophysical Union 2006 Fall Meeting, S31B-0207, 2006.
• 原口強・鳥居和樹・藤原治・島崎邦彦・今泉俊文，東北地方三陸海岸，大槌湾の津波堆積物，月刊地球，28巻，8号，539-545，2006．
• 原口強・呉屋健一・今泉俊文，岩手県大船渡市碁石浜の津波堆積物，第23回歴史地震研究発表会講演要旨集，21，2006．
• 原口強・鳥居和樹・今泉俊文・宮内崇裕・島崎邦彦，東北地方三陸海岸における過去数千年間の巨大地震と地殻変動，北淡活断層シンポジウム2007講演要旨集，21-22，2007．
• 原口強・鳥居和樹・今泉俊文・宮内崇裕・島崎邦彦，三陸沿岸宮古湾，葉の子浜の津波堆積物，北淡活断層シンポジウム2007講演要旨集，43-46，2007．
• 五十嵐俊博・宮崎真一，GPSと小繰り返し地震の併合処理によるプレート間すべり分布の推定，日本地震学会2006年秋季大会講演予稿集，A59，2006．
• 金幸隆・島崎邦彦・松岡裕美・岡村眞,三浦半島南部，小網代湾における津波堆積物の特徴と浅海堆積物の粒径変化，日本地震学会2006年秋季大会講演予稿集，P38，2006．
• 呉屋健一・原口強・今泉俊文・宮内崇裕・島崎邦彦・池田哲哉，東北地方三陸海岸，碁石浜の津波堆積物，北淡活断層シンポジウム2007講演要旨集，51-52，2007．
• Matsuoka, H., Okamura, M., Chida, N. and Shimazaki, K., Recurrence Intervals of the Hoei-type Nankai Earthquakes. Eos Trans. AGU, 87(52), Fall Meet. Suppl., Abstract OS43C-0660, 2006.
• 松岡裕美・岡村眞・千田昇・島崎邦彦，津波堆積物から見た巨大型南海地震の繰り返し間隔，北淡活断層シンポジウム2007講演要旨集，19-20，2007．
• 岡村眞・松岡裕美・千田昇・島崎邦彦，見えてきた巨大南海地震の再来周期，地震学会2006年度秋期大会講演要旨集，A27，2006．
• Shimazaki, K., H. Matsuoka, M. Okamura, and N. Chida, Nankai Earthquake Sequence: Observation and Inference, "Earthquakes in Urban Areas" Program and Abstracts, Oxnard, California, June 1-3, 2006, 13-15, 2006.
• 鳥居和樹・原口強・島崎邦彦・今泉俊文，東北地方三陸海岸，大槌湾の津波堆積物と歴史津波，北淡活断層シンポジウム2007講演要旨集，47-50，2007．

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名

五十嵐俊博、金幸隆、島崎邦彦、都司嘉宣、萩原弘子、山中佳子

（10）問い合わせ先

• 部署等名：東京大学地震研究所アウトリーチ推進室
• 電話：03-5841-2498
• E-mail：hitsuji@eri.u-tokyo.ac.jp
• URL：http://outreach.eri.u-tokyo.ac.jp/http/outreach/index.html
  （※アウトリーチ推進室ホームページへリンク）