1．地震発生に至る地殻活動解明のための観測研究の推進　（3）直前過程における地殻活動

（3．1）具体的目標

（ア）前駆現象の発現機構に関する観測研究

（a）断層下端の応力集中過程に注目した観測研究。
（b）電磁気・地殻変動・重力・地球化学・地下水等の野外観測による、前駆現象の定量的な評価とモデル構築。
（c）地震先行電磁シグナルの実在性の実証、及び地震発生に関係する電磁気現象の物理機構の解明。

（イ）前駆現象検出のための試験観測

（a）海底地殻変動試験観測。
（b）精密制御震源による構造変化検出のための試験観測。

（ウ）前駆現象の素過程に関する実験的・理論的研究

（a）室内岩石実験を通じた破壊の構成則の普遍化及びそれを現実の地震現象に適用するためのスケーリング則の導出。
（b）弾性波照射等の能動的手法による破壊核検出法の開発。
（c）大地震前の応力状態を地震活動・地震波形等から知るための受動的な破壊核検出法の開発。

（3．2）実施状況

（ア）前駆現象の発現機構に関する観測研究

（a）断層下端の応力集中過程に注目した観測研究。

• ヒンジラインの動きをターゲットとして、地震・傾斜・3成分歪計・GPSによる総合観測点を整備した。（防災科研）

（b）電磁気・地殻変動・重力・地球化学・地下水等の野外観測による、前駆現象の定量的な評価とモデル構築。

• 伊豆半島における異常な全磁力減少（5年間で－30nT）を発見した。（大学）
• 地震発生に関与する流体を示唆する良導体が伊豆半島地下浅部に存在することを、時間領域電磁探査法 （TDEM）によって発見した。（大学） ・ 2000年伊豆諸島の群発地震・火山活動において開口クラックの進展状況を、GPS稠密アレイを用いて追跡した。（大学）
• 2000年伊豆諸島の群発地震に伴う亀裂生成と三宅島火山活動に関与した流体移動との間に、正のフィードバックがはたらいたことを、ハイブリッド重力観測によって発見した。（大学）
• 1998年伊豆半島群発地震の期間中に、地殻流体の移動に伴うと考えられる重力の変化を検出した。（大学）
• 伊豆半島東方沖群発地震の発生に先行した地殻傾斜変動を検出した。（防災科研）

（c）地震先行電磁シグナルの実在性の実証、及び地震発生に関係する電磁気現象の物理機構の解明。

• ダイラタンシーの急成長・間隙水流動にともなって生じる電流（界面動電効果）を、電気的に絶縁された3軸岩石実験において検出した。（大学）
• 岩石中の流体移動と発生する電流を規定する重要なパラメータである、浸透率と流動電流係数間の定量的関係を決定した。（大学）
• 中高温室内実験による、流動電流係数及びゼータ電位の温度依存性を検証した。（大学）
• 2000年夏の三宅島噴火を含む伊豆諸島での地震活動に先行した変動を複数の独立な手法（異なった地点での電場観測及び磁場観測）で観測した。（理化学研究所、宇宙開発事業団）

（イ）前駆現象検出のための試験観測

（a）海底地殻変動試験観測。

• キネマティックGPSによる船の測位をふくめて海底測位の精度を向上させ、繰り返し観測を実施した。（水路部、大学）

（b）精密制御震源による構造変化検出のための試験観測。

• 野島断層において、アクロス振動装置を15ヶ月間連続運転し、P波とS波の速度変動をモニターした。（大学）

（ウ）前駆現象の素過程に関する実験的

• 理論的研究

（a）室内岩石実験を通じた、破壊の構成則の普遍化及びそれを現実の地震現象に適用するためのスケーリング則の導出。

• 温度・封圧力・間隙水圧力などの環境要因の関数としての、すべり変位依存性の破壊構成則実験式を提示した。（大学）
• すべり変位依存性構成則についての空間的なスケーリング則を検証した。（大学）
• 初期フェーズで解放される地震モーメントと最終破壊に対応する地震モーメントとの間の比例関係を確認した。（大学）
• 最終破壊のモーメントが臨界すべり変位量の3乗に比例するスケーリング則を提唱した。（大学）
• 摩擦すべりと破壊とを統一的に表現する、破断面形状パワースペクトルのコーナー波長と臨界すべり量との間の実験式を導出した。（大学）
• 室内実験により、アスペリティー相互作用を再現した。（大学）
• 岩石試料が動的に破壊する前に破壊面が準静的に拡大する過程が存在することを確認するとともに、その過程におけるAE活動の特徴を明らかにした。（産総研）
• 折れ曲がりのある断層を持つ大型岩石試料では、発生する不安定すべりがマルチプルイベントになること、サブイベントの発生時間間隔が、速度と状態に依存する摩擦法則で説明できることを明らかにした。（産総研）

（b）弾性波照射等の能動的手法による破壊核検出法の開発。

• 大型試料のすべり実験において、高周波数弾性波を照射して破壊核を検知する、能動的手法を開発した。（大学）

（c）大地震前の応力状態を地震活動・地震波形等から知るための受動的な破壊核検出法の開発。

• S波のスプリッティング及びb値の時空間分布と応力状態の時空間分布との間の対応関係が、百～千mのフィールドスケールで存在することを、南アフリカ金鉱山での半制御実験で確認した。（大学）
• 本震に先立って生じる応力低下兆候を南アフリカ金鉱山及び1989年伊豆東方沖群発地震の加速度波形から検出した。（大学）
• 応力状態の変化について情報を与えるパラメータとしての、Energy Index（EI、地震エネルギーとモーメントから期待される予測エネルギーとの比）の有効性を実証した。（大学）