課題番号：2101
九州大学大学院理学研究院
九州地域（日向灘）におけるプレート間カップリングの時空間変動
日向灘周辺において、自然地震観測および人工地震を用いた海陸共同の構造探査を実施し、海陸プレート境界面の形状、境界域およびマントルウェッジ先端部の地震波速度構造、地震波反射面の分布と反射強度の空間変化・起震応力場などを、既知のアスペリティと非地震性すべり域で明らかにする。さらに三陸沖等、他のプレート境界地域との比較研究を実施して、固着強度を決める構造的要因について考察する。
平成18年度は、日向灘において平成17年度に引き続き自然地震観測を実施し、プレート境界域における高精度の震源分布と起震応力場を明らかにする。特に、上盤側の地殻における正断層型地震の発生の有無、およびアスペリティと非地震性すべり域での地震活動・起震応力場の特徴を明らかにする。また、白鳳丸による大規模構造探査を行い、海陸プレート境界面の形状、境界域およびマントルウェッジ先端部の地震波速度構造、地震波反射面の分布と反射強度の空間変化を明らかにする。
長崎丸（長崎大学）を利用し、日向灘において5月から7月までの約2ヶ月間強の期間、自然地震観測を実施する。また、白鳳丸によりエアガンによる構造探査を行う。東北大学・東京大学・長崎大学・鹿児島大学との共同研究。
自然地震観測は、東京大学・長崎大学・鹿児島大学との共同研究により、長崎丸（長崎大学）を利用し、日向灘において4月から7月までの約2ヶ月間強の期間、自然地震観測を実施した。図1に示す観測点配置で、合計23台の海底地震計を設置・回収した。
9月に予定されていた白鳳丸による構造探査は、白鳳丸シップタイムの大幅削減により中止になった。
σ1軸の方向とフィリピン海プレートの境界面の法線ベクトルとのなす角度θを求めたところ、次の事が分かった．すなわち，1996年10月と12月の地震の余効滑りの中心付近でのθはほぼ0度であり非常に小さく，1968年日向灘地震の西側のアスペリティの領域ではθが36度と周辺に比べると有意に大きな値をとる．この場所での固着はアスペリティの領域ではプレート間の固着が大きいと考えられるので，θの値の大きな場所ではプレート間の固着が強く，一方，θの値の小さな場所ではプレート間の固着が弱いと言える．また、Mw（モーメントマグニチュード）3.5以上の地震の発震機構解とθの値に相関が見られる．すなわち，逆断層型の地震が発生せず正断層型の地震が卓越している場所と，θが20度以下の領域が対応している．つまり，プレート境界面での剪断応力の小さな場所ではMw（モーメントマグニチュード）3.5以上のプレート境界地震が発生しない．以上より，θの値はプレート間の固着状態を表す一つの指標となる可能性があることが分かった．
更に，日向灘におけるθの大きな特徴として，θの値は31.8度北付近で大きく変化するということが挙げられる．すなわち，31.8度北付近以北のほとんどの領域ではθが小さく（0度〜20度），南部では相対的にθは大きい（30度〜46度）．31.8度北付近以南では，1968年日向灘地震のアスペリティの領域よりもθが大きな領域があるので，プレート間の固着が強く，アスペリティになっている可能性がある．過去，この付近では1961年にマグニチュード7.0の地震が発生していることより，31.8度北付近以南のθが大きな領域はこの地震のアスペリティであるかもしれない．この領域では九州―パラオ海嶺が沈み込んでいることより、沈み込む海嶺の影響で剪断応力が大きくなっていると考えられる。
海底地震計のデータを含めたトモグラフィーの結果より32度北以北の陸側マントルウェッジ内に蛇紋岩の存在を示唆するポアソン比の大きな領域があることが分かった。この領域でθの値が小さくなっている原因として、このマントルウェッジ内に存在する蛇紋岩の影響が考えられる。
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| 図：プレート境界面近傍のフィリピン海プレート内のσ1軸の方向とプレートの境界面の法線ベクトルとのなす角度θと、プレート境界の地震性滑りと非地震性滑りの空間分布［八木・他（1998）、Yagi et al.（1999）、八木（2002）、Yagi and Kikuchi（2003）］、及び過去に発生したマグニチュード7以上の地震の震央分布（気象庁カタログ）との比較． |
植平賢司、清水洋、松尾のり道、内田和也
有
東北大学・東京大学・長崎大学・鹿児島大学：15名程度