列島内部のレオロジー構造推定

平成20年度年次報告

課題番号：1701

（1）実施機関名：

　名古屋大学

（2）研究課題（または観測項目）名：

　列島内部のレオロジー構造推定

（3）最も関連の深い建議の項目：

　1（1）イ．列島規模のプレート内の構造と変形

（4）その他関連する建議の項目：

　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（2）エ　地震発生サイクル
　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）イ　特定の地域

（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20年度実施計画の位置付け：

　測地測量データに基づいて1891年濃尾地震の余効変動の時空間的な分布を明らかにし，その情報に基づいて中部日本地域における地殻・上部マントルのレオロジー構造を推定することを5年間の目標とする．平成20年度は，平成19年度に推定したレオロジー構造の推定を，断層モデルの改訂，空間的な不均質性の検討等を通して高度化し，最終的な結果を得る．

（6）平成20年度実施計画の概要：

　平成19年度に得た成果に基づいて，主として以下の2点について検討を進める．（1）震源断層モデルの改訂：平成19年度に得た結果では，地震時の地殻変動を良く説明するNakano et al.（2007）のモデルでは余効変動があまり良く再現されなかった．そこで，地震時，地震後とも再現性の良い新たな震源断層モデルの推定を試みる．それに合わせてレオロジー構造のパラメータも再度推定することになる．（2）レオロジー構造の空間不均質性に関する検討：濃尾地震の震源域の南側では，沈み込んだフィリピン海プレートが地殻の下面にほぼ接しており，粘性緩和が生じるべきマントルウェッジが存在しない．このため，震源域の北側と南側では，粘性構造に違いがある可能性がある．水平成層構造を仮定した計算結果と観測値の比較において，残差の空間分布に注目することにより，こうした空間不均質の影響が読み取れるかどうか検討を行う．

（7）平成20年度成果の概要：

　19年度から継続して濃尾地震の余効変動に基づいてレオロジー構造の推定を行った．その結果，前年度の結果が若干修正され，弾性リソスフェアの厚さが37km，アセノスフェアの粘性係数が1×10¹⁹Pa・sと推定された．また，断層モデルについては，Nakano et al. （2007）が求めた岐阜  一宮断層を東傾斜の逆断層と仮定したモデルが余効変動の説明に適していることが明らかになり，濃尾地震時に岐阜  一宮断層の活動したことを裏付ける結果が得られた（図1）．
　また，ここで得られた結果に基づいて，1995年に発生した兵庫県南部地震における粘弾性緩和による余効変動の可能性について検討した．上記で得られたレオロジーモデルを仮定し，Hashimoto et al. （1996）の断層モデルを与えて，地震発生後数年分の余効変動を計算したところ，明石から神戸に至る瀬戸内海沿いの水準路線において隆起が予想されたが，実際に，国土地理院の水準測量結果でも2cm程度の隆起が検出されていた．しかし，隆起量を定量的に説明するためには，粘性係数を約1/10の1×1018Pa・sと仮定する必要があることも分かった．また，この粘性構造では，地震発生後3，4年以内にGPSで検出可能な水平地殻変動が起きると予想される．震源域周辺のGPS観測点について，2006年から2008年の座標変化に基づいて定常的な地殻変動速度を計算し，1996年以降の座標値データから差し引いたところ，震源域周辺で2‐3cmの指数関数的に減衰するような変化を検出することができた．これらは，粘性緩和による兵庫県南部地震の余効変動だと考えられる．しかし，その空間パターンを詳細に検討すると，震源域の南東側では粘弾性緩和による計算結果と観測結果が一致するものの，震源域の北西側では変動の向きが異なっている（図2）．このように，兵庫県南部地震の余効変動については，まだ未解決の問題があることが明らかになった．こうした変動の原因として，マントル深部からの上昇流やマントルウェッジ内の流動によって生じる温度構造の不均質性や，余効すべり等の他の余効変動メカニズムなどが考えられ，これらの原因を検討していくことが今後の課題である．

図1　濃尾地震の余効変動データに対する粘弾性モデルによる計算の残差分布．（左）岐阜  一宮断層を除いたモデル（中）Mikumo and Ando（1976）モデル，（右）Nakano et al.（2007）モデル．東傾斜したNakano et al. （2007）のモデルで残差が最小となる．

図2　（左）GPS座標値から求められた1997年4月 02000年4月の期間における定常地殻変動成分からのずれ．兵庫県南部地震の余効変動がこの中に含まれていると考えられる．（右）粘弾性緩和によるモデル計算値．

（8）平成20年度の成果に関連の深いもので，平成20年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）：

　なし

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名：

　鷺谷威，朝日友香（大学院博士前期課程1年）
　他機関との共同研究の有無：なし

（10）公開時にホームページに掲載する問い合わせ先：

　部署等名：名古屋大学大学院環境学研究科
　電話：052‐789‐3043
　e‐mail：sagiya@seis.nagoya‐u.ac.jp
　URL：http://www.seis.nagoya‐u.ac.jp/