北海道周辺域の連動型巨大地震・プレート運動の解明による衝突帯モデルの構築

課題番号：1002

（1）実施代表機関名：

北海道大学大学院理学研究院附属地震火山研究観測センター

（2）研究課題名：

北海道周辺域の連動型巨大地震・プレート運動の解明による衝突帯モデルの構築

（3）最も関連の深い建議の項目：

2．地震・火山現象解明のための観測研究の推進
（1）日本列島及び周辺域の長期・広域の地震・火山現象
オ．地震発生サイクルと長期地殻歪

（4）その他関連する建議の項目：

2．地震・火山現象解明のための観測研究の推進
（1）日本列島及び周辺域の長期・広域の地震・火山現象
ア．列島及び周辺域のプレート運動、広域応力場

（5）平成20年度までの関連する研究成果の概要：

• ロシア極東域に広域に展開したGPS観測網により、ユーラシアプレートから独立したアムールプレートの存在とその第0次運動パラメターを推定した。さらにサハリン南部に展開した臨時GSP観測網の繰り返し観測により、サハリン南部で東西方向の収束が起こっていることを明らかにした。沿海州に展開した臨時GPS観測網の繰り返し観測により、シホテリアン中央断層系の東西で速度ギャップがある可能性が示された。
• 北海道から千島列島にわたる沈み込み帯で発生し津波波形が記録されている過去の巨大地震の震源過程を詳細に推定した結果、繰り返しと考えられる巨大地震の破壊域にも違いがあることが明らかになった。さらに、南千島での津波堆積物調査及びマーカーテフラの解析から、北海道の火山起源のテフラがマーカーテフラとして使えることが明らかになった。
• 2003年十勝沖地震震源域周辺および1973年根室半島沖地震震源域にかけての海底地下構造探査により、地震時に大きく破壊したプレート境界や、余効すべりが大きかった境界と海底地下構造に関連があることを明らかにした。
• 2003年十勝沖地震の震源モデルや17世紀に起こったとされる連動型巨大地震の震源モデルに対して道東地域でどのような地磁気変化が予想されるかをピエゾマグネのモデル計算により推定するとともに、そのモニタリングに向けて観測点を増設した。
• 2003年十勝沖地震の際、震源域近傍の歪計で歪地震動が飽和することなく捕えられた。

（6）本課題の5ヶ年の到達目標：

　本課題は、北海道周辺のプレート衝突帯を理解するために地殻変動観測等から周辺テクトニクスの解明を進めると同時に、様々な地球物理学的手法・地質学的手法を用いて千島海溝沈み込み帯で発生するプレート境界連動型巨大地震の発生過程を解明し、さらに将来発生する連動型巨大地震の発生準備過程のモニタリング手法を開発することを5ヶ年の目標とする。この総合的研究は下記に示す4つの柱から構成される。

• アムールプレートおよびそれから派生するテクトニックブロックの運動やその境界をGPS観測による地殻変動データや地震観測データから推定し、それらが衝突している日本海東縁部から北海道・サハリンにかけてのテクトニクスモデルを構築する。
• 北海道・千島列島沿岸で津波堆積物を含む地質学的調査を行い、その結果を津波数値計算によりモデル化し、過去の連動型巨大地震の震源域・規模の詳細を明らかにする。さらに海底構造調査により連動型巨大地震の際に破壊されると考えられる千島海溝近傍のプレート境界の詳細構造を明らかにし、巨大津波の励起過程を明らかにする。
• 連動型巨大地震のモニタリング手法の開発としてコーダQの解析から震源域での応力変化を推定する手法を開発する。さらに地磁気観測からピエゾマグネ応力変化理論に基づき地殻内応力変化をモニタリングする手法を高度化する。
• 横穴式歪計・ボアホール式多成分歪計等の連続ひずみ観測データを高精度で解析し、連動型巨大地震のプレスリップを捕える手法の高度化を進めるとともに、これらひずみ計の広帯域地震計としての性能を活用し、リアルタイム津波予測システムの手法開発を目指す。

（7）本課題の5ヶ年計画の概要：

21年度：ロシア極東地域に展開されているGPS観測およびサハリン南部に展開されている地震観測を継続する。前計画で実施した南千島の津波堆積物調査サンプルの解析を進めるとともに、南千島・サハリン・北海道太平洋での巨大津波調査を継続して行う。津波数値計算を用いて過去の巨大地震の震源過程を推定するとともに、津波堆積物調査結果を数値計算に取り入れてモデル化する手法の開発を行う。コーダQの解析から応力変化を推定する手法の開発に着手する。地磁気観測を継続し、応力変化モニタリング手法について検討する。歪計データを高精度で解析する手法の開発に着手する。

22年度：ロシア極東地域GPS観測・サハリン地震観測を継続、南千島・サハリンでの津波堆積物データ解析、過去の巨大地震の震源過程推定、海底地震観測、応力変化推定手法の開発、地磁気観測の継続、歪計データ解析手法の開発を行う。

23年度：ロシア極東地域GPS観測・サハリン地震観測を継続しこれまでの観測結果を解析、南千島・サハリンでの津波堆積物データ解析、過去の巨大地震の震源過程推定、海底地震観測結果の解析、応力変化推定手法の開発、地磁気観測による地殻内応力変化モニタリング手法高度化、歪計データ解析手法の開発及び解析を行う。

24年度：ロシア極東地域GPS観測・サハリン地震観測を継続しこれまでの観測結果を解析、南千島・サハリンでの津波堆積物データ解析、過去の巨大地震の震源過程推定、海底構造探査の実施、応力変化推定手法の開発と応用、地磁気観測による地殻内応力変化モニタリング手法高度化、歪計データ解析手法の開発及びリアルタイム津波予測への手法開発を行う。

25年度：ロシア極東地域GPS観測・サハリン地震観測結果からテクトニックモデル構築、南千島・サハリンでの津波堆積物データ解析から過去の巨大地震の震源過程推定し海底構造探査の結果と合わせて巨大地震・津波発生過程を解明、地殻内応力変化モニタリング手法の確立、歪計データ解析手法の開発及びリアルタイム津波予測への手法の確立。

（8）実施機関の参加者氏名または機関名：

参加者：
谷岡勇市郎・茂木透・高橋裕晃・勝俣啓・村井芳夫・西村裕一・中村有吾・山田卓司・東龍介・Aditya Gusman　
共同研究機関：
東京大学地震研究所・東北大学・九州大学・北海道立地質研究所・サハリン海洋地球物理研究所・ウラジオストックロシア極東大学・ハバロフスク地球物理研究所・カムチャッカ火山地震研究所

（9）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：北海道大学大学院理学研究院附属地震火山研究観測センター
電話：011‐706‐3591
e‐mail：mccopy_mm@mail.sci.hokudai.ac.jp
URL：http://www.sci.hokudai.ac.jp/grp/isv/isv‐web/