平成18年度年次報告

（1）実施機関名

弘前大学理工学部

（2）研究課題（または観測項目）名

日本列島の短波長不均質構造と応力分布

（3）最も関連の深い建議の項目

• 1．（1）イ．列島規模のプレート内の構造と変形

（4）その他関連する建議の項目

• 1．（2）イ．内陸地震発生域の不均質構造と歪・応力集中機構

（5）本課題の平成16年度からの5ヵ年の到達目標と、それに対する平成18年度実施計画の位置付け

　本課題では、日本列島規模での構造的不均質と応力分布に関する知見を得ることを5ヶ年の到達目標とする。定常地震観測網で観測される地震波形データを基に地震波散乱強度の空間分布を推定し、速度構造よりも短波長の不均質構造の分布を明らかにする。一方、地殻構造に比して不足している地殻応力の分布に関する情報を得るため、応力テンソル・地表での歪分布・地震活動度それぞれの時空間変化の関係を調査する。
　18年度においては、新潟県中越地震の余震観測データを用いて、波形インバージョンから震源メカニズム解を推定し、臨時観測点を展開した震源域北部付近におけるメカニズム解の詳細な分布を得る。それを震源分布、地震波速度構造、地形・地質構造等と比較し、メカニズム解の分布がどのような要因に影響を受けているのかを検討する。また、全国の機関の合同観測として実施されている歪集中帯合同観測のテレメータ観測を継続するとともに、そのデータを用いた震源メカニズム解の決定を行い、中部地方及び歪集中帯におけるメカニズム解の空間分布の特徴把握を行う。それを中越地域での結果と比較し、メカニズム解の分布と不均質構造との関係を検討する。18年度の計画は、応力分布に関する知見を得るという5ヶ年の到達目標に対し、実質的なデータを得るという内容である。

（6）平成18年度実施計画の概要

• （a）新潟県中越地震の余震のメカニズム解の決定
  　新潟県中越地震の余震観測データを用いて、波形インバージョン法により震源メカニズム解の決定を行う。それにより、臨時観測点を展開した震源域北部付近におけるメカニズム解の詳細な分布を得る。この結果を震源分布、地震波速度構造、地形・地質構造等と比較し、また、前年度の結果も総合することにより、メカニズム解の分布がどのような要因に影響を受けているのかを検討する。
• （b）中部地方及び歪集中帯におけるメカニズム解の空間分布
  　歪集中帯合同観測のデータを用いて震源メカニズム解の決定を行い、中部地方及び歪集中帯におけるメカニズム解の空間分布を得る。歪集中帯においてはそれほど規模の大きな地震は発生していないので、波形インバージョンによるメカニズム解の推定も行う。それらを基に、歪集中帯におけるメカニズム解の特徴が広域的な傾向とどのように異なるのかを検討する。また、中越地域での結果との比較も通して、メカニズム解の分布と不均質構造との関係を検討する。

（7）平成18年度成果の概要

• （a）新潟県中越地震の余震のメカニズム解の決定
  　新潟県中越地震の臨時地震観測データの統合が行われたので、統合データと気象庁一元化処理の読み取り値を併合したP波初動極性データから余震の震源メカニズム解を決定した。決定精度を考慮して選んだメカニズム解545個の内訳は、逆断層型が62.8パーセント、正断層型が1.1パーセント、横ずれ断層型が9.0パーセント、複合型が27.2パーセントで、全体の3分の2が逆断層型である。応力テンソルは、余震域を3次元的なグリッドに区切って推定した。グリッドの間隔は深さ方向には2キロメートル、水平方向には約5キロメートルとし、グリッドの中心から深さ方向には1キロメートル以内で距離5キロメートル以内にあるメカニズム解の数が20個以上の場合に応力テンソルを求めた。
  　メカニズム解と応力テンソルは、6キロメートルよりも浅部と深部でその特徴が一変する。浅部での地震発生域は、余震域北東端と悠久山断層付近である。これらの領域では逆断層型以外のタイプの地震の割合が多く、応力テンソルは、西北西-東南東または北西-南東方向の最大主応力と、それと斜交して比較的大きい最小主応力で特徴づけられる。一方、深部では逆断層型が卓越し、応力場も空間的に比較的一様で東西に近い最大主応力が卓越する。最大主応力軸にはわずかな空間変化があり、10月27日のマグニチュード6.1の余震の震源付近から余震域南端部にかけて、反時計回りに回転する様子が見られる。また、断面図で見た最大主応力はほぼ水平であるが、本震の余震列付近において、本震の震源を向くように回転している（図1）。中越地震についてのこれまでの研究では、震源断層の上盤側の動きと褶曲構造の関係が議論されてきたが、ここでの結果は、断層の下盤側で応力場の空間変化が起こっていることを示す。広域的な水平圧縮を上下方向の変形で解消することができる上盤側とは異なり、下盤側では一部に応力が集中することを反映している可能性があり、本震の発生メカニズム解明の観点からも注目される。
  　中間主応力・最小主応力について見ると、最大主応力に対する比が大きい領域が、深さ6〜8キロメートルでは東山丘陵と魚沼丘陵の間に位置している。その領域は深さが増すにつれて北に向かい、深さ10〜12キロメートルでは本震及び最大余震の震央付近に至る。これも、本震の震源付近における応力場の不均質性を表している。
  　この課題に関しては計画以上の成果が得られたと考える。

  図1　本震を含む領域における応力テンソルの分布。青・黄・赤の太い棒は、それぞれ最大、中間、最小主応力を表す。平面図は深さ8〜10キロメートルにおけるテンソルを地表に、断面図は平面図の黒線の枠内のテンソルを南西方向から鉛直面に投影したもの。黄色い星印は本震、灰色の十字は統合データの震央、紫色の線は余震列を表す。

• （b）中部地方及び歪集中帯におけるメカニズム解の空間分布
  　この課題については計画を実施できなかったので、特に実績はないが、歪集中帯で発生した中越地震震源域の応力場が明らかになったので、比較の材料ができたと言える。

（8）平成18年度の成果に関連の深いもので、平成18年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）

• 小菅正裕・大岩貴治・山崎琢也・佐藤勝人・渡邉和俊・田中和夫，2006，新潟県中越地震余震域北部における震源分布とメカニズム解，日本地球惑星科学連合2006年大会予稿集，S117-003．

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名

小菅正裕・村田和則・渡辺和俊・佐藤魂夫・佐藤勝人

（10）問い合わせ先

• 部署等名：弘前大学理工学部附属地震火山観測所
• 電話：0172-39-3652
• E-mail：mkos@cc.hirosaki-u.ac.jp
• URL：http://hrsryu.geo.hirosaki-u.ac.jp
  （※弘前大学大学院理工学研究科附属地震火山観測所ホームページへリンク）