課題番号1510
東京大学地震研究所
相似地震再来特性の理解に基づく地殻活動モニタリング手法の構築
2．（2）ア．プレート境界滑りの時空間発展
1．（2）イ．プレート境界巨大地震
1．（3）ア．プレート境界地震
1．（3）イ．海洋プレート内部の地震
1．（3）ウ．内陸地震と火山噴火
2．（2）ウ．地震活動評価に基づく地震発生予測・検証実験
4．（2）イ．地震・火山現象のデータベースとデータ流通
4．（2）ウ．観測・解析技術の開発
東北地方太平洋沖地震、南海トラフの巨大地震、首都直下地震
日本列島の各地域で発生した小規模相似地震を抽出し、太平洋プレートおよびフィリピン海プレートの沈み込みに伴い定常的に発生する相似地震を多数発見した。
相似地震の発生状況およびプレート間の準静的滑り状況のモニタリングを行い、海溝近傍まで高い空間分解能を持つ、プレート間固着状態の時空間変化を明らかにした。
相似地震発生の揺らぎの特徴を数値シミュレーションによって調べた。また、中規模地震クラスターの地震活動から、地震時すべり域内における強度不均質の存在を示唆した。
本研究計画では、ほぼ同一場所で発生する相似地震を用いて、沈み込みプレート境界における固着状態の時間・空間的変化をモニタする手法を改良・高精度化するとともに、プレート間相似地震以外の地震や微動によるすべりモニタリングの可能性を検討し、地殻活動および地震発生過程の理解を進める。また、地震の再来を、地震の震源位置、発震機構解、波形の類似性等から総合的に検証するシステムを開発し、日本列島および世界で発生した小・中規模相似地震カタログの構築を行う。さらに、相似地震に見られる再来間隔および規模の揺らぎの原因を、観測データの解析および数値シミュレーションによって明らかにする。異なる規模の地震を比較検討することにより、発生状況の類似性や相違を明確にし、大地震の発生・予測モデルの構築に役立てる。
(a) 相似地震カタログの構築
平成26年度から5ヶ年を通して、日本全国の定常地震観測網で観測された地震波形データを蓄積し、前計画までに各機関で構築された小規模相似地震抽出システムを継続運用する。また、伊豆・小笠原海溝等島嶼部において地震観測を実施し、観測体制を強化する。地震観測網内およびその周辺で発生した地震については、地震の震源再決定、発震機構解の推定および地震のコーナー周波数の推定等を行い、同一場所での地震の再来を確認する基礎資料を作成する。
さらに、日本周辺および世界のプレート境界域で発生した、微小地震から中規模地震までの相似地震カタログを自動構築するシステムを新たに開発する。平成26年度は、データや解析結果等、入出力ファイルの共通化に向けた仕様を策定する。平成27年度は、相似地震抽出法の改良方針を決定し、プログラムの基本部分を開発してテスト運用を行う。平成28年度は、結果の共有化およびモニタリングシステムへの容易な移行を進めるため、地震の震源位置、発震機構解、波形の類似性等のデータベースを構築し、各種データを相互にリンクするシステムを追加開発する。平成29年度は、開発したシステムの実運用を開始し、相似地震カタログの準リアルタイム構築を実施する。また、GPUを用いた高速解析システムの開発を行う。平成30年度は、ホームページを作成し、新たに作成されたカタログに関する情報を発信する。
(b) 断層面固着状態の推定
平成26年度から5ヶ年を通して、日本列島下に沈み込むプレート境界における固着状態のモニタリングを行う。特に、東北地方太平洋沖地震発生前の固着状況変化および地震後の余効変動に着目した解析や、この地震でその重要性が認識されたプレート境界浅部での固着状態の把握を、相似地震による解析の特徴を生かして進める。南西諸島地域の固着状態の推定は、東北日本地域との類似性や違いを意識しながら進める。
また、断層面固着状態の時間・空間変化をモニタする手法を高精度化する。平成26年度は、前計画までに各機関で構築したモニタリング手法を適用する。また、各手法を比較検討し、改善点を調査する。平成27年度は、測地データから推定されるすべりの情報と比較し、さらには統合して解析する手法の開発を行う。平成28年度は、プレート境界周辺で発生する低周波地震・微動等、他の地震活動と比較を行い、相似地震すべりモニタリングの適用範囲を把握し、他の地震活動によるすべりモニタリングへの応用可能性を検討する。また、プレート境界地震を含む周辺の地震の応力降下量の推定や、変換波振幅の時空間変動のモニタリングを通して、プレート境界の固着状態の時間・空間的変化を推定する手法を開発する。平成29年度は、地殻内やスラブ内で発生する地震のすべりが推定可能か検証を行う。平成30年度は、モニタ結果を自動的にアップデートするシステムを構築する。
(c) 地震再来特性の解明
以下に掲げる相似地震活動予測、観測データ解析および数値シミュレーション解析を5ヶ年にわたり実施することにより、相似地震に見られる再来間隔・規模の揺らぎの原因を明らかにする。特に、相似地震の階層性が生じる原因の解明を目指す。また、東北地方太平洋沖地震発生後に多数見られた新たな相似地震群の発生および消滅、既存相似地震群の波形相似性が低下した原因について検討する。
観測データからは、釜石沖や東北地方太平洋沖地震震源域等において詳細な震源メカニズムを多数推定し、地震の再来間隔との関係を調べ、近隣でのすべりや応力変化による影響を検討する。また、小地震の地震サイクルが大地震サイクルと共通の特徴を持つかどうか、規模の異なる繰り返し地震の性質を比較検討する。さらに、統計モデルより相似地震活動の予測を行う。予測性能を統計的に評価し、予測手法の改良を図っていく。観測された地震の再来特性を速度－状態依存摩擦法則に基づく数値シミュレーションにより再現し、相似地震発生域で想定される摩擦特性を検討する。特に、巨大地震発生後の応力不均質性による影響、地震発生深さへの依存性、プレート形状の影響等に着目した解析を行う。また、様々な摩擦特性における地震間のすべりの時空間変化を調査し、断層面固着状態の時間変化の推定精度向上を図る。
東京大学地震研究所（五十嵐俊博、加藤尚之）
他機関との共同研究の有無：有
東北大学大学院理学研究科（内田直希、松澤暢）、九州大学大学院理学研究院（松島健）、鹿児島大学大学院理工学研究科（後藤和彦、八木原寛）、弘前大学大学院理工学研究科（小菅正裕）、名古屋大学大学院環境学研究科（加藤愛太郎）、防災科学技術研究所（木村尚紀、松原誠）、海洋研究開発機構（有吉慶介）
統計数理研究所（尾形良彦）、東京工業大学（野村俊一）、首都大学東京（大久保寛）、UC Berkeley（Roland Burgmann）、気象研究所（研究連携：田中昌之、勝間田明男、岡田正実）
部署等名：東京大学地震研究所
電話：03-5841-5712
e-mail：yotikikaku@eri.u-tokyo.ac.jp
URL：
氏名：五十嵐俊博
所属：東京大学地震研究所
研究開発局地震・防災研究課
-- 登録：平成26年07月 --