課題番号：1702
名古屋大学
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
東海地域における地殻変動、地震活動、地震変換波、低周波地震などを総合したプレート境界領域の地殻活動全般に関するモデル構築を目指す．平成18年度も引き続き，こうした目的のための基盤となるGPS，地震観測網の整備を進めるとともに，東海地域のプレート沈み込み過程の定量的モデル構築を進める．
愛知・三重両県にGPS連続観測点を2ヶ所増設し，高サンプリングによる観測を実施する．また，17年度に運用を開始する自動解析システムによる解析を継続するとともに，解析結果をwebで公開して定常的な監視体制を強化する．さらに，愛知県域も含めた水準測量データの解析を行って地震サイクル中におけるプレート境界域の挙動の変化を時空間的により広い領域で明らかにする．さらに，2004年紀伊半島南東沖地震以後，減速しつつあるように見える東海スロースリップについて詳細な検討を行い，スロースリップ領域の特性抽出を試みる．地震観測網については，観測網のIP化を進めるとともに，プレート境界域の地震活動の時間変化に着目した解析を進める．
本課題は、平成18年度に行われた中間評価において改善の指導を受けたため、計画を立て直した。そのため、年度当初の計画とは実施内容が異なっている。
明治時代以来、過去120年間の東海地域におけるプレート境界の挙動を明らかにするため、沼津-名古屋間の水準測量データを整理して、地殻変動の様子を明らかにした（図1）。その際、静岡・愛知県境では水準測量が2000年以来実施されていなかったため、約26キロメートルの区間を自力で測量を行った。その結果、沼津から名古屋に至る広範囲の変動を一連のものとしてみることができ、2001年以降のスロースリップによる上下変動分布の詳細が明らかになった。
19世紀末の15年ほどの期間では、それ以降の時期と異なり、地殻変動量が小さい。他の時期との違いは水準測量の誤差による可能性も考えられたが、環路線の閉合差を考えても有意である。この時期は1854年安政東海地震から30年余しか経過しておらず、大規模な余効変動が継続していた可能性が示唆される。こうした現象は明治時代以降、少なくとも日本では観測されていなかったものである。これ以降の時期において、1944年東南海地震の発生時も含めて、駿河湾沿岸部は常に同じような沈降を示している。1944年東南海地震の震源域が少なくとも御前崎付近より東には達していないことが確認される。東南海地震発生前の1900年頃から約30年間の上下変動分布は、浜名湖付近を隆起のピークとし、名古屋でも顕著な隆起が見られる。こうした変動パターンは1979年以降2000年頃までのパターンに類似しているが、1979〜2000年では名古屋が隆起のピークとなっている点が異なる。しかし、2001〜2005年に発生した東海スロースリップでは浜名湖付近が顕著に隆起し、この時期も含めた1979〜2006年の変動は、東南海地震前のパターンに類似したものとなった。また、東南海地震後1979年頃までの約20年間でも、浜名湖付近から東では、他の非地震時のパターンと非常に似通っている。この時期に、濃尾平野は顕著な沈降を示すが、これは地盤沈下の影響に加え、東南海地震の余効変動の影響も考えられる。このことから、2001年以降のスロースリップイベントが過去の地震間の時期にも20〜30年に1度の割合で繰り返し発生していたと考えられる。これらの上下変動を再現するようなプレート境界面上のすべり欠損分布を推定した予察的な結果を図2に示す。1979〜2000年の期間はプレート境界の深さ10〜30キロメートルの範囲がほぼ完全に固着しているが、それ以外の期間では浜名湖付近で固着が弱いことが分かる。1979〜2006年で見ると東南海地震前のパターンに近い結果となっており、こうした固着分布の形成に対してスロースリップが重大な役割を果たしていることが分かる。
1944年東南海地震時には、図1の青線で示すように袋井付近で顕著な隆起が生じている。最近、山中（2004）は1944年東南海地震の震源域が御前崎付近まで延びていた可能性を指摘しているが、プレート境界の断層運動を想定する限り、この袋井付近の隆起は説明不可能である。東南海地震時に実施されていた、森-掛川-御前崎間の水準測量結果と合わせて検討した結果、袋井付近の地下10数キロメートルを東北東〜西南西に伸びるやや高角（35度程度）の逆断層がずれを生じると、この隆起を説明できることが分かった（図3）。推定された断層の位置は、Kodaira et al.（2003）により顕著な地殻内反射面が検出されており、この付近にプレート境界から派生した分岐断層が存在し、東南海地震の際に活動した可能性が考えられる。また、この袋井付近の隆起は東南海地震前に生じたとされる異常傾斜変動と深く関連しており、その原因がプレート境界面には無いとすると、いわゆるプレスリップモデルの考えは成立しないことになり、東海地震が予知可能とする考え方に見直しを迫るものである。
また、GPSデータを用いて熊野灘周辺におけるすべり欠損分布を推定した。この地域は、過去に単独で議論されたことが無く、また陸域における東西短縮の影響があるために解析が難しかった。対象地域のGPS観測点を東西2つのグループに分離して解析することで、図4に示すようなすべり欠損分布を得た。プレート境界の固着域は深さ10〜25キロメートル程度と推定され、すべり欠損の大きさは東に行くに従って小さくなる。また、すべり欠損の方向は北側では北米プレートと伊豆マイクロプレート（Heki and Miyazaki，2001）の相対運動方向に近く、南側ではより西向きになる。この分布から推定される地震像は熊野灘の深さ10〜25キロメートル付近が大きく断層すべりを生じるというもので、1944年東南海地震に関するSagiya and Thatcher（1999）などの解析結果と整合的であるが、志摩半島沖から東が中心的にすべったという山中（2004）の結果とは食い違っており、さらなる検討が必要である。
最後に、東海地域において半年程度の間隔での発生が報告されている深部低周波微動について、微動源の深さや移動の特徴、周波数特性等を明らかにすることを目的として、微動源の直上にあたる愛知県東部において稠密アレイ観測を実施し、8月、10月、11月の3回微動活動に伴う波形データを取得した。予備的な解析を行ったが、ノイズレベルが高く、微動源の精密な推定には至っていない。
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| 図1 水準測量による沼津-名古屋間の上下変動の時空間分布 |
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| 図2 上下変動データから推定した東海地方のすべり欠損の時空間分布（予察） |
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| 図3 1944年東南海地震の静岡県西部における上下変動を説明する予察的な断層モデル |
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| 図4 GPSデータから推定した熊野灘周辺のすべり欠損分布 |
鷺谷威・山田功夫・木股文昭・山崎文人・伊藤武男・中道治久
なし