地殻活動の観測予測技術開発に関する研究

課題番号3001

（1）実施機関名：

（独）防災科学技術研究所

（2）研究課題（または観測項目）名：

地殻活動の観測予測技術開発に関する研究

（3）関連の深い建議の項目：

1．（3）ア．プレート境界地震

（4）その他関連する建議の項目：

1．（4）イ．断層滑りと破壊の物理モデルの構築
2．（2）ア．プレート境界滑りの時空間発展

（5）優先度の高い地震・火山噴火との関連：

南海トラフ巨大地震

（6）平成25年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：

（3003）地震発生と波動伝播の連成シミュレーション

　2011年東北沖地震について、シミュレーションによって作成した発生シナリオと、各種の震源インバージョンの結果とを比較し、想定シナリオが有効に働くことを確認した。沈み込むプレート境界の形状不均質や摩擦発熱による流体圧上昇による強度弱化が断層の動的破壊進展に与える影響を調べ、それらが破壊伝播の経路を複雑にコントロールすることを明らかにした。大型岩石試料を用いた岩石摩擦実験によって得られた摩擦データを説明するような、速度状態依存摩擦則のパラメタの推定をおこなった結果、単一のパラメタセットで説明する事は難しく、地震サイクルの間に、見かけ上、これらのパラメタが遷移している可能性がある事がわかった。

（3004）スロースリップイベントの発生サイクルシミュレーション

　スロースリップイベント(SSE) の発生を再現する数値モデルを構築し、短期的および長期的SSE を再現するモデルの検討を行った。プレート形状としてフィリピン海プレートの3次元形状を導入し、紀伊・東海および四国地域について数値計算を行った。摩擦則および摩擦パラメタ分布を検討し、すべり速度強化からすべり速度弱化への遷移が表れるようなカットオフ速度をもつすべり速度・状態依存摩擦構成則を採用するとともに、長期的・短期的SSE 領域において高間隙水圧を仮定した。計算の結果、実際に観測されている短期的SSE 発生のセグメント化や、セグメントによって異なるSSE の繰り返し間隔、さらに、長期的SSE 時に短期的SSE が活発化するような相互作用についても再現することができた。

（3012）アジア・太平洋における地震火山観測研究

　フィリピンで発生した2つの被害地震（2012 年8 月31 日サマール地震Mw7.6と2013年10月15日ボホール地震Mw7.2）とそれらの余震について、即時震源メカニズム解析プログラム による震源解析を行った。その結果、サマール地震が逆断層型のメカニズムをもち深さ45 kmで発生した地震で、フィリピン海プレートのスラブ内地震であったことが分かった。さらに、本震の発生後に多数の正断層および逆断層の余震が10km 以下の深さで発生していることが分かった。ボホール地震については逆断層型のメカニズムが深さ10 km に推定され、その余震のメカニズムは本震周辺では逆断層型、余震発生域の両端では横ずれ型と推定された。

（3015）高速剪断摩擦試験機を用いた断層摩擦の研究

　サーボ式高速剪断摩擦試験機を用いて高速すべり中の透過弾性波の振幅および電気伝導度の連続測定を行い、すべり面内に形成されるガウジ層中の空隙と摩擦強度の間に関係性があることを明らかにするとともに、実接触面積の時間変化を推定した。摩擦のスケール依存性を確認するため、防災科学技術研究所の大型振動台を用いた二軸すべり摩擦実験を行った。高速剪断摩擦試験機と可能な限り同じ条件の摩擦データを取得し摩擦係数を比較・検討したところ、スケール依存性を持つ可能性が確認された。また、低い載荷速度では、自然地震と類似した多数のstick slip eventが観察され、詳細な解析の結果、イベント発生直前に前駆的なpreslip が存在する場合と、活発な前震活動が存在する場合がある事がわかった。

（7）本課題の5か年の到達目標：

　海溝型地震の発生メカニズムを解明するため、地震発生の一連の過程を解明するプレート間すべりの物理モデルに基づく大規模シミュレーション、実際の岩石を用いた模擬断層面によるすべり実験、さらにスロー地震・微動発生領域周辺での構造探査を行い、地震発生モデルの高度化を進める。また、構造物に被害を及ぼす強震動の予測技術を高度化するため、波動伝播理論に基づく波形データ解析を行い短周期地震波の生成過程や伝播特性の解明を進める。さらに沈み込み帯に位置するアジア・太平洋地域の観測データの収集を進め、それらを用いたグローバルな比較研究を通して、地震発生メカニズムの解明を進める。

（8）本課題の5か年計画の概要：

　本課題は、防災科学技術研究所の中期目標達成のために支出されている運営費交付金によって行われている。そのため、プロジェクト終了予定の平成27年度末までの計画概要を記述する。
シミュレーション研究においては、巨大地震におけるプレート形状と摩擦構成則の相互作用、スロー地震・微動発生における摩擦構成則の検討を行う。実験研究においては、大型二軸試験機による実験、複合計測等を用いた高速すべり実験、ボーリングサンプル物性測定、断層すべり活動履歴解読のための手法開発を行う。また、東海地域での電気伝導度探査、津波の生成・伝播過程の研究、短周期地震動の伝播過程の研究といった解析研究を行う。さらに、インドネシア・フィリピンでのCMT解析、中央アンデス・ペルーの巨大地震の震源モデルの研究を通して、プレート境界型地震の比較研究を行う。

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名：

独立行政法人防災科学技術研究所 観測・予測研究領域 地震・火山防災研究ユニット

他機関との共同研究の有無：有
立命館大学
名古屋大学
電力中央研究所
インドネシア気象気候地球物理庁
フィリピン地震火山研究所
コロンビア地質調査所

（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：防災科学技術研究所　アウトリーチ・国際研究推進センター
電話：029‐851‐7611
e-mail：toiawase@bosai.go.jp
URL：http://www.bosai.go.jp/index.html

（11）この研究課題（または観測項目）の連絡担当者

氏名：山下太
所属：観測・予測研究領域 地震・火山防災研究ユニット