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

十和田における地殻流体の分布と挙動の解明

（3）最も関連の深い建議の項目

• 1．（2）イ．内陸地震発生域の不均質構造と歪・応力集中機構

（4）その他関連する建議の項目

• 1．（4）ア．摩擦・破壊現象の物理・化学的素過程

（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

　低周波地震が流体の移動で発生しているならば、高周波地震震源域と低周波地震震源域での地震波速度・異方性・地震波散乱強度に差があり、地震活動の変化に対応する地震波散乱構造の時間変化が見られることが期待される。そこで、十和田地域を対象に高密度地震観測とアレイ地震観測を実施して、低周波地震・高周波地震発生域の地殻構造と地震発生様式を詳細に解明し、地殻流体の分布と挙動、及び浅発地震発生への寄与に関する知見を得ることが5ヶ年の到達目標である。
　18年度には、十和田周辺で発生している低周波地震の震源を高精度に決め直すこと、低周波地震のpolarization解析から低周波地震の波動の特徴を把握すること、及び低周波地震の震源メカニズム解の推定を行う。また、新潟県中越地震の余震観測データの連続記録を調査し、低周波イベントの存在の有無を検討する。イベントが見つかった場合はpolarization解析から波動の特徴を明らかにし、発生場所における地下構造やメカニズム解の分布との関係を検討し、これを十和田での解析結果と比較する。18年度の研究は、5ヶ年の到達目標の中で、低周波地震発生域の速度構造や応力場の特徴を抽出することに位置づけられる。

（6）平成18年度実施計画の概要

• （a）十和田における低周波地震の解析
    Double difference法などを用いて高精度な震源分布を得て、低周波地震と高周波地震の地震の震源の棲み分けが完全に成り立っているのか、一部重複して分布する地域があるのかを明らかにする。低周波地震のpolarization解析を行い、特に低周波地震の後続波部分の波動の特徴を把握する。この解析は十和田で観測された微動のような信号に対しても行い、それが低周波地震の連続発生によるものかどうかを明らかにする。さらに、高周波の地震と低周波地震の地震波形データを用いて震源メカニズム解の推定を行い、メカニズム解が共通するのか異なるのかを明らかにする。
• （b）新潟県中越での低周波イベントの調査
  　（a）で明らかになる低周波地震の波動の特徴を手がかりに、新潟県中越地震の余震観測データの連続記録を調査し、低周波イベントの存在の有無を調査する。イベントが見つかった場合には、それらの発生場所における地下構造やメカニズム解の分布にどのような特徴が見られるかを検討する。これを十和田での解析結果と比較し、低周波地震発生場の特徴を把握する。

（7）平成18年度成果の概要

• （a）十和田における低周波地震の解析
  　地震活動がそれほど活発ではなかったこともあり、活動状況の把握に留まり、計画通りの成果を挙げることはできなかった。
• （b）新潟県中越での低周波イベントの調査
  　弘前大学の余震観測データを用いて、低周波の地震や微動のような現象が存在するかどうかを解析した。低周波の地震の検出はエンベロープ波形を用いて行った。エンベロープ波形は、バンド・パス・フィルターを通した波形の2乗平均の平方根（RMS波形）として求めた。イベントの検出は、4観測点での平均エンベロープについて1Hz（ヘルツ）と16Hz（ヘルツ）のエンベロープの比をとり、振幅比の対数値が0.3以上となる時間が1秒以上継続した場合について波形を出力し、目視で確認することによって行った。その結果、特に後続波部分において1Hz（ヘルツ）程度の振動が卓越するやや低周波の地震が存在することがわかった。図1にその波形の例を示す。
  　やや低周波の地震は余震域南西部（図2上段の領域1、深さ5〜10キロメートル）、余震域北部（領域2、主に5キロメートル以浅）、余震域から北に外れた地域（領域3、深さ5〜10キロメートル）などにクラスター的に分布する。震源の深さの関数として求めたRMS走時残差は単一の谷を持つ分布を示すことから、深さの決定精度は良いと考えられる。従って、低周波となる原因を震源が浅いことに帰着することはできない。
  　やや低周波の地震の振動は後続波部分で顕著であるが、ほぼ同じ場所で発生した同規模の高周波の地震と比較すると、やや低周波の地震ではP波やS波部分での高周波成分のスペクトル振幅が小さいことがわかった。このことから、やや低周波の地震では震源スペクトルそのものが低周波成分に富んでいると考えられる。また、polarization解析の結果、S波後の主要動部分での振動の特徴はS波的であり、その後の後続波部分において表面波的な振動へと変化する傾向にあることがわかった。
  　やや低周波の地震の中で震源メカニズム解が決められたものの空間分布を見ると、余震域の南部で発生したものは逆断層型、余震域の北部またはその周辺で発生したものは横ずれ型か複合型というように、場所によって卓越するタイプが異なるように見える。しかしこれは、それぞれの領域で発生する割合が高いメカニズム解を反映しているものと考えられ、低周波の地震が特有のメカニズム解をもつのではないであろう。
  　このように、中越地震の余震の中にやや低周波の地震が含まれることを確認し、その基本的な性質を把握した。この課題については計画通りに実施できた。

（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，2006，2004年新潟県中越地震のやや低周波の余震，日本地震学会講演予稿集，P207．

図1　低周波での振幅比が大きい地震波形の例。IST観測点の3成分波形。

図2　やや低周波の地震の震央分布。

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名

小菅正裕・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ヘリンク）