南海トラフにおける巨大地震発生の予測高度化を目指した複合的モニタリング手法の開発

課題番号：1801

（1）実施機関名：

京都大学防災研究所・京都大学大学院理学研究科

（2）研究課題（または観測項目）名：

南海トラフにおける巨大地震発生の予測高度化を目指した複合的モニタリング手法の開発

（3）最も関連の深い建議の項目：

1（1）ウ．東海・東南海・南海地域

（4）その他関連する建議の項目：

1（2）（2‐1）イ．地殻活動予測シミュレーションの高度化
2（1）ウ．広域の地殻構造と地殻流体の分布
3（2）ア．宇宙測地技術

（5）平成20年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：

• 紀伊半島中西部に展開した3測線において多点臨時観測を行い、レシーバ関数解析により、沈み込むフィリピン海プレートやその周辺の構造を明瞭にイメージした。海洋地殻は深部低周波イベント発生域まで顕著な低速度を示すことから、この深さで脱水反応が活発であり、放出された「水」が低周波イベントの発生に関与していることが示唆された。さらにマントルウェッジは低周波イベント発生域から広範囲に低速度であることがわかり、放出された「水」により蛇紋岩化されていることが示唆された。これらの結果から、紀伊半島中西部におけるフィリピン海スラブ上面と固着域下限の形状を推定した。
• GEONETの速度場をインバージョンすることにより、プレート間カップリングの空間分布を推定した。この数年間に得られたフィリピン海プレートの形状に関する新しい知見に基づき、プレート境界面形状を慎重にモデル化したインバージョンを行った結果、紀伊半島先端直下にプレート間カップリングが小さい領域が存在することが明らかになった。
• 紀伊半島から若狭湾に至る領域のSAR画像十数枚を用い、系統的に干渉SAR解析をおこなった結果、軌道誤差や気象の影響などによる見かけ上のシグナルが想像していた以上に大きいことがわかった。その大きさは10cmを超えることもあり、GPSデータ等を用いた補正方法の確立が沈み込みによる変形の検出に必要不可欠であることが明らかになった。

（6）本課題の5ヶ年の到達目標：

• 本課題は、主として次の3つのサブテーマで構成される。すなわち、（1）紀伊半島下に沈み込むフィリピン海プレートとその周辺域の三次元構造の推定、（2）新しい宇宙測地技術を利用した地表変動を面的にモニタリングするシステムの開発、および（3）三次元不均質構造モデルを用いたプレート間カップリングの時空間変化の推定である。
• （1）では、引き続き紀伊半島において稠密リニアアレイ地震観測を行い、レシーバ関数解析によってフィリピン海プレート境界面の形状、陸側モホ面の形状および蛇紋岩化ウェッジの分布を3次元的に明らかにする。蛇紋岩化ウェッジの上端から東南海・南海地震の固着域の下限を推定する。
• （2）では、合成開口レーダ干渉法（InSAR）とGPS連続データを併用することにより、様々な誤差要因を排除し、高空間密度で精密（mm精度）な地表変動の時間変化を検出するための技術開発をおこなう。
• （3）では、レシーバ関数解析等の結果に基づき作成された三次元構造モデルを用いて、測地データのインバージョンを行うことにより、南海トラフにおけるプレート間カップリングの時間的･空間的な変化を高精度で推定する。

（7）本課題の5ヵ年計画の概要：

【紀伊半島下に沈み込むフィリピン海プレートとその周辺域の三次元構造の推定】

〔平成21年度〕前半に観測点を展開する。データの蓄積を開始する。
〔平成22年度〕観測を継続するとともに、取得データの解析から暫定的なイメージを作成する。
〔平成23年度〕本課題で行う3測線でのイメージを改良するとともに、以前行った3測線の結果と統合し、紀伊半島下の三次元的イメージを作成する。これを基に三次元構造モデルを作成する。データが不十分と判断された観測点および地域での観測を行う。
〔平成24～25年度〕三次元構造モデルの改良を行う。

【新しい宇宙測地技術を利用した地表変動を面的にモニタリングするシステムの開発】

〔平成21年度〕GPS連続観測網を完成させる。研究対象に最適なInSAR時系列解析手法を開発する。
〔平成22年度〕複数の衛星を用いたInSAR時系列解析結果とGPS連続データを融合し三次元変動の時間変化を検出するためのGPS+InSAR時系列解析アルゴリズムを開発する。
〔平成23～25年度〕InSAR+GPS時系列解析を実データに適用し、過去および現在の定常的三次元変動とゆらぎの測定をおこなう。

【三次元不均質構造モデルを用いたプレート間カップリングの時空間変化の推定】

〔平成21年度〕モデル構築に必要な構造研究の文献・資料を収集し、予察的数値モデルを作成する。
〔平成22年度〕引き続き文献・資料を収集するとともに、数値モデルの精密化を図る。また、GPS/SARデータをインバージョンし、プレート間カップリング等の推定を試みる。
〔平成23年度〕引き続き文献・資料を収集し、モデルの精密化を図るとともに、地殻変動データからカップリング等の推定を行う。
〔平成24年度〕文献・資料を収集と地震波および比抵抗構造探査結果をコンパイルし、モデルの精密化を図るとともに、地殻変動データからカップリング等の推定を行う。
〔平成25年度〕4年間の構造探査等研究成果を統合したモデルにより、地殻変動データからカップリング等の推定を行う。

（8）実施機関の参加者氏名または部署等名：

　澁谷拓郎、橋本学、福島洋（京都大学防災研究所）
　平原和朗（京都大学大学院理学研究科）

他機関との共同研究の有無：
　宇宙航空研究開発機構（JAXA）
　欧州宇宙機関（ESA）

（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：京都大学防災研究所　地震予知研究センター
電話：
e‐mail：
URL：http://www.rcep.dpri.kyoto‐u.ac.jp/