地震活動の時空間パターンと断層および地震サイクルとの関係

課題番号1206

（1）実施機関名：

東北大学

（2）研究課題（または観測項目）名：

地震活動の時空間パターンと断層および地震サイクルとの関係

（3）関連の深い建議の項目：

2．（2）ウ．地震活動評価に基づく地震発生予測・検証実験

（4）その他関連する建議の項目：

2．（1）地震発生長期評価手法の高度化
1．（3）ア．プレート境界地震
1．（3）ウ．内陸地震と火山噴火
1．（4）イ．断層滑りと破壊の物理モデルの構築
2．（3）先行現象に基づく地震活動予測

（5）優先度の高い地震・火山噴火との関連：

（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：

　課題番号1419「大地震サイクルと関連した地震活動変化の詳細な解明」(鶴岡代表)：
JUNECメカニズム解カタログの作成、南海トラフにおけるプレート境界面沿いの地震の探索、応力変化に対して影響を受ける断層面の走向・傾斜・すべりの向きを考慮した余震誘発の解析。
　課題番号1421「大地震サイクルと地震活動の関連を説明する物理メカニズムの提案」(中谷代表)：断層面上での大小の地震活動の相互作用、改良された摩擦則による余震活動のモデリング、離散要素法による応力場均質化と大地震発生の関係モデル。

（7）本課題の5か年の到達目標：

　本研究課題では、気象庁一元化震源カタログなどの既存震源データの時空間解析を最新の統計学的手法によって解析・評価し、最近の大地震や既知の断層活動履歴データと結びつけることによって、断層の地震サイクル中の地震活動の時空間変化に共通する特徴を検出する。これによって、プレート境界および活断層周辺の現地震活動が地震サイクル中のどの時間的位置付けにあるのかを明らかにし、歴史地震・古地震・地質調査以外の手法によって大地震の長期的切迫度をはかる評価法を開発する。特に、時空間解析にあたっては、震源再決定や波形相互相関テンプレート法などの最新の知見・技術を導入し、一元化震源データ以上の高精度・均質データの整備を平行しておこなう。主断層面（on-fault）とオフフォルトの震源区分とその特性にまで言及できるような検討を目指す。 さらに、断層周辺での余震活動や火山活動とそれにともなう群発地震活動、地震の誘発作用、地震活動の静穏化などの時空間統計解析を通じて、断層周辺の地殻応力状態を推定し、地震発生確率の中短期変動を求める。

（8）本課題の5か年計画の概要： 

　5か年の研究目標に到達するために、以下の4つの小課題にわけて研究を実施する。各内容の実施期間は複数年にわたるため【】内に明示した。

1. 地震活動と活断層データの対比：歴史地震との対応や活動履歴データの信用度が高い活断層を中心に、最新活動からの経過年（経過率）を求め、活断層沿いの最近の地震活動の時空間的特徴を抽出する。そのために、地理情報システム（GIS）に地形・地質、活断層情報、地殻変動データ、震源データを統合し、活断層の3次元位置・形態と震源分布を詳細に可視化する。小課題2で実施する震源再決定データ等も活用し、全体の地震活動の活発度やサイズ分布（b値）等だけではなく、断層沿いの集中度といった空間クラスターの特性抽出とその定量化を行う。【平成26年度〜平成30年度】また、最近約100年間に発生した地殻内地震に関しては、地表地震断層・推定震源断層と余震の空間的関連性ならびにその時間的減衰過程を明らかにし、広義の余震継続時間を含めた地震サイクル初期の特徴をとりまとめる。【平成28年度〜平成30年度】
2. 地震カタログの整備：過去約5年間に検知された気象庁一元化処理震源と走時データを基準にして、気象庁イベントの地震波形から相対走時差データを作成し、震源の再決定を実施する。これにより、列島スケールにわたる高精度な震源分布を推定する。【平成26年度〜平成30年度】また、気象庁一元化処理震源をテンプレート地震とし、その波形と連続波形データとの相互相関解析を施すことで、新たに地震カタログを構築し、本震前後の地震活動度の変化を明らかにする。【平成26年度〜平成30年度】
3. 余震活動詳細解析：高密度な機動観測で取得された連続波形データに対して、近年開発された自動地震検出処理と震源決定処理を施し、できるだけ多数の余震の震源情報を抽出する。その後、震源決定精度の高いイベントの高精度な相対走時差データを作成することにより、相対震源決定をおこなう。これにより、相対精度数百m以内の精緻化された余震活動の震源カタログを作成する。同時に、P波初動極性の自動読み取り結果を用いて、微小地震の発震機構解を取得する。さらに、P波からS波のコーダ波を含む波形に対して波形相互相関処理を行うことで、相似地震の検出も実施する。これらの推定された詳細な震源分布と発震機構解・相似地震を比較検討することで、震源断層の微細構造や摩擦特性を明らかにする。【平成26年度〜平成30年度】
4. 静穏化検出と地殻変動：研究課題「電磁気的地震先行現象の観測と統計評価による他種の先行現象との比較」によって作成される地震活動静穏化マップを活用し、静穏化範囲と断層の位置とを比較する。また、GPS等による地殻変動との関連性を調べ、断層深部滑りなどによる微小な応力変化との関連性を探る。地震活動静穏化と地殻変動との同期現象を全国一律に検証する。そのなかで、同期現象が大地震に結びついた事例の割合から、異常現象が地震前兆である確率利得を算出し、地震確率予報の高度化につなげる。【平成28年度〜平成30年度】異なる震源メカニズムを持つ地震および誘発地震に関係した経験分布を統計学的に再構築し、常時地震活動、地震クラスタリングコンポーネントと全体地震の中で静穏化の有無を検出する。これらの研究から、地震サイクル後半での静穏化メカニズムの解明と破壊直前の標準モデルの構築を目指す。【平成26年度〜平成30年度】

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名：

担当者：遠田晋次（東北大学災害科学国際研究所）
他機関との共同研究の有無：有
参加人数11人（担当者を含む）、北海道大学（勝俣　啓）、つくば大学（Enescu Bogdan）、東京大学地震研究所（中谷正生、加藤愛太郎、酒井慎一、五十嵐俊博、鶴岡　弘）、統計数理研究所（Zhuang Jiancang）、常磐大学（岩田貴樹）、京都大学防災研究所（片尾　浩）

（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：東北大学大学院理学研究科
電話：022-225-1950
e-mail：zisin-yoti@aob.gp.tohoku.ac.jp
URL：http://www.aob.gp.tohoku.ac.jp

（11）この研究課題（または観測項目）の連絡担当者

氏名：遠田晋次
所属：東北大学災害科学国際研究所