海域地震発生帯研究開発

課題番号4002

（1）実施機関名：

独立行政法人海洋研究開発機構

（2）研究課題名：

海域地震発生帯研究開発

（3）関連の深い建議の項目：

1．（3）ア．プレート境界地震
2．（1）地震発生長期評価手法の高度化
2．（2）ア．プレート境界滑りの時空間発展
4．（2）ウ．観測・解析技術の開発
4．（6）国際共同研究・国際協力

（4）その他関連する建議の項目：

1．（4）ア．構造共通モデルの構築
2．（2）イ．地殻ひずみ・応力の変動
2．（2）ウ．地震活動評価に基づく地震発生予測・検証実験

（5）優先度の高い地震・火山噴火との関連：

・東北地方太平洋沖地震
・南海トラフ地震

（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：

○東北地方太平洋沖地震関連

• 東北地方太平洋沖地震前と地震後の海底地形の変動量を評価し、震源から海溝軸に至る斜面が大きく移動したことを明らかにした。また海溝軸で大きな地形変化があった事を明らかにした。
• 東北地方太平洋沖の地震発生履歴を推定するため、日本海溝より海底試料を採取し、地震記録が保存されているか解析を行った。
• 海底地形の詳細な変動を知るため、曳航型高精度音響機による観測をおこない、微小地形の解析を行った。
• 東北地方太平洋沖地震時に海底電位磁力計で取得された磁場の変動を解析し、短周期の津波の発生場所を特定した。
• 東北地方太平洋沖地震前後における海底地形や反射法地震探査断面の比較から、海溝軸付近で50m近い大すべりが起きたことや海溝軸付近で大きな地形変化や断層運動が生じたことを明らかにした。
• 東北地方太平洋沖地震の特徴である、M9クラスの地震の震源域内におけるM7-8クラスの地震の繰り返し発生や地震前後に見られた余効すべりなどゆっくりしたすべりの特徴を、階層アスペリティモデルで再現した。
• 海溝軸付近の堆積層変形構造の分布を調べるために、東北地震震源域の北隣にあたる宮城北部-岩手中部の日本海溝海溝軸付近において高分解能反射法地震探査を実施した結果、海溝軸近傍の構造に大きな地域差があることがわかった。
• アウターライズ地震発生の場である太平洋プレートの構造不均質を調べるため、日本海溝東側の南北測線で「かいれい」MCSシステムを用いた構造調査を実施したところ、岩手南部-福島北部沖のアウターライズでは堆積層が薄く、海洋地殻上面の起伏が激しいことがわかった。また、これまでに実施できなかった海溝軸でのOBSを用いた構造調査を宮城沖で実施した。
• アウラーライズにおける地震活動を把握するため、宮城沖の海溝軸付近からアウターライズ域においてOBSを用いた自然地震観測を実施した。

○南海トラフ地震関連

• 南海トラフや日本海溝の巨大地震繰り返し発生パターンの一部を地球シミュレータならびに京コンピュータを用いた大規模計算で再現した。また、長期評価の高度化で様々なシナリオを検討するため、ならびに逐次データ同化におけるシミュレーションデータベースのために必要な多数のパラメタや初期値の組に対する大規模地震発生サイクルの計算を京で可能とし、南海トラフを対象とした計算を開始した。さらに、地震発生と地震波動伝播ならびに津波計算の連携を京で行いつつある。
• 日向灘から東海沖までのマルチチャンネル反射法探査及び屈折法地震探査、地震観測による南海トラフ広域の構造研究を実施し、プレート形状と滑り域に関連する構造要因など明らかにした
  （受託研究「東海・東南海・南海地震の連動性評価研究プロジェクト」、「南海トラフ広域地震防災研究プロジェクト」、「HPCI戦略プログラム分野3 防災・減災に資する地球変動予測」による研究成果）
  

○ひずみ集中帯関連

• 能登半島沖から西津軽沖にかけて反射法および屈折法地震探査を実施し、地殻構造の区分と歪み集中帯の分布との対応関係を明らかにした。（受託研究「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究」成果）
  

○海底ケーブルネットワークを中心としたリアルタイムモニタリング関連

• 東南海における地震及び地殻変動活動の稠密で高精度なリアルタイム観測を実現する「地震・津波観測監視システム（DONET1）」を構築し、長期孔内計測を含む海底ケーブルネットワークによるリアルタイム観測を実施している。また、南海地震の想定震源エリア（四国沖）を対象とした観測網（DONET2）についても新たに構築しているところである。
• 長期孔内計測装置は、地球深部探査船「ちきゅう」により、南海トラフ付加体の掘削孔に1カ所に設置され、観測が行われている。長期孔内観測装置についてはDONET1と接続され、リアルタイム観測データ（地震計、温度計、圧力計など）を送信しているなど、現在データの着実な観測が行われている。
• 逐次データ同化手法を用いた予測システムのプロトタイプを構築した。そのためのGEONETデータの自動取り込み、シミュレータデータベース向けのシミュレーションコードの修正、並列データ同化コードの開発を行った。
• 地震活動のモニタリングのために統計学的地震活動分析法（ETAS）を導入し、DONETのデータ解析を開始した。
• 東北大学や独立行政法人宇宙航空研究開発機構（JAXA）と共同で新型ブイ（津波早期検知、海底地殻変動観測機能）を開発・試験中である。

（7）本課題の5か年の到達目標：

○第三期中期目標より抜粋

　海域におけるリアルタイム地震・津波観測網を整備するとともに、研究船や海底地震計等を用いた高度な観測技術等を最大限に活用し、南海トラフや日本海溝等を中心とした地震発生帯の精緻な調査観測研究を実施する。また、「地球シミュレータ」等を用いた計算技術等により、海溝型地震の物理モデルを構築し、プレートの沈み込み帯活動の実態を定量化するとともに、より高精度な地震発生モデルやプレート境界モデルを確立する。これらの成果をもとに、地震・津波に起因する災害ポテンシャル等の評価や、我が国の防災・減災対策の強化に資する情報を提供するとともに、地震・津波が生態系に及ぼす影響とその回復過程を把握する。

（8）本課題の5か年計画の概要：

※本研究課題は当機構の運営費交付金および補助金（計552,175,000円（平成26年度））の内数）に基づき実施しているほか「南海トラフ広域地震防災研究プロジェクト」、「HPCI戦略プログラム分野3 防災・減災に資する地球変動予測」等により得られたデータや成果を利用して実施している。

○第三期中期計画より関連部分を抜粋

　機構は地震調査研究推進本部が策定した「新たな地震調査研究の推進について－地震に関する観測、測量、調査及び研究の推進についての総合的かつ基本的な施策－」(平成24年9月6日改訂)及び文部科学省 科学技術・学術審議会の建議「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画の推進について（平成25年11月8日）」において示されている役割を果たすため、独立行政法人防災科学技術研究所等の関係する研究機関と協力し、再来が危惧されている南海トラフ巨大地震の震源域を始めとする日本列島・西太平洋海域を中心に、地震・火山活動の原因についての科学的知見を蓄積するとともに、精緻な調査観測研究、先進的なシミュレーション研究、モニタリング研究及び解析研究等を統合した海域地震発生帯研究開発を推進する。
これにより、海溝周辺における地震性滑りの時空間分布等の新たなデータに基づき、従来の地震・津波発生モデルを再考し、海溝型巨大地震や津波発生メカニズムの理解を進める。また、主に海域地殻活動や海底変動に起因する災害ポテンシャルの評価とそれに基づく地域への影響評価を行う。さらに、地震・津波が生態系へ及ぼす影響とその回復過程についても評価する。

1.  プレート境界域の地震発生帯実態解明研究
   　地震発生帯の地震・津波像の解明に資するため、地殻構造、地殻活動及び地震発生履歴等について精緻な調査観測研究を実施する。また、地震・津波観測監視システム(DONET)等の海域地震・津波観測システムから得られるデータや関係する研究機関とのデータ相互交換の枠組みを活用し、地震発生、地震動及び津波の予測精度の向上に資する解析研究を行う。さらに、地震発生帯における諸現象のシミュレーション研究等を実施し、海洋科学掘削で得られた研究成果との統合を図ることにより、巨大地震発生帯の実態解明に資する新たな科学的知見を蓄積する。
2.  地震・津波の総合災害ポテンシャル評価研究
   　東日本大震災の教訓を踏まえ、現実的な地震・津波像に基づく地震・津波シミュレーション研究を行い、南海トラフ、南西諸島域及び日本海溝等の日本列島周辺海域における地震・津波被害像の評価を進めるとともに、防災・減災対策へ実装するため、平成28年度を目途に各種予測計算等の準備を実施し、日本海や南海トラフ周辺海域等の地震・津波による被害の軽減に向けた情報基盤プラットフォームを構築する。これらを活用し、海域地殻変動や海底変動に起因する災害ポテンシャルの評価とそれに基づく地域への影響評価を行う。

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名：

　地震津波海域観測研究開発センター、東日本海洋生態系変動解析プロジェクト、地球深部ダイナミクス研究分野、数理科学・先端技術研究分野、高知コア研究所、海洋掘削科学研究開発センター、地球情報基盤センター、地球深部探査センター

他機関との共同研究の有無：有（以下、本課題の中心を担う地震津波海域観測研究開発センターの共同研究の相手方機関、代表者等について記載）

• 株式会社地球科学総合研究所　新技術推進室　浅川 栄一室長ほか
• 独立行政法人産業技術総合研究所地質調査総合センター地質情報研究部門海洋地質研究グループ　荒井 晃作グループ長ほか
• 気象庁地震火山部地震津波監視課松代地震観測所　山崎伸之　技術専門官ほか
• 和歌山県危機管理局総合防災課　松尾 孝志課長ほか

（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：地震津波海域観測研究開発センター企画調整グループ
電話：045-778-5963
e-mail：kg-kikan@jamstec.go.jp
HP：http://www.jamstec.go.jp/donet/j/

（11）この研究課題（または観測項目）の連絡担当者

氏名：佐藤かおり
所属：経営企画部　企画課