課題番号：1802
京都大学防災研究所
次の南海地震の発生予測の高度化
沈み込むフィリピン海プレートの形状とその周辺領域の構造特性、陸側の上部地殻と下部地殻の違い、四国・紀伊半島にかけて帯状に発生する低周波微動の発生環境とそのメカニズムを明らかにするとともに、地表の変形場から推定されるプレート間固着域の形状分布との比較をおこなう。この課題では、以下の4つの細目テーマで得られる成果を総合して研究を進める。1） 自然地震を用いたフィリピン海プレートとその周辺の構造・特性解明、2） MT法から推定した比抵抗分布による地殻およびプレート境界周辺の構造の把握、3） ヒンジラインをまたぐGPSトラバース観測、4） 数値シュミレーションモデルによるシミュレーション
平成18年度の位置づけ
自然地震による構造に関しては、紀伊半島から丹後半島にかけての地域におけるレシーバ関数解析を進め、この地域下のフィリピン海プレートやMoho面の形状を推定する。四国東部から鳥取県西部にかけての結果とあわせて、東南海・南海地震の震源域および地震波伝播域の大構造を求め、震源過程や強振動の予測に役立てる。
また、比抵抗構造に関しては、山陰側から広帯域MT観測の測線を太平洋側へと延長し沈み込むプレート周辺の比抵抗構造などの大規模構造を得るための浅部情報を継続して取得する。また、2005年9月に紀伊半島で実施した広帯域MT観測の解析を行い、2次元比抵抗構造を求める。さらに、ヒンジラインをまたぐGPSトラバース観測に関しては、紀伊半島においては、2002年以降国土地理院のGPS連続観測点の増設が図られ、キャンペーン観測開始時期と比べてかなり観測点密度が向上したことから、キャンペーン観測の必要性は低下したため、白浜海象観測所を中心としたキネマティックGPS実験観測を中心とする。
大大特「断層モデル等の構築」においては、これまでのキャンペーン観測や四国の中央構造線GPSのデータなど高密度観測データとGEONETデータをあわせて、プレート間カップリングの高精度推定を行う。また、大大特「断層モデル等の構築」においては、これまでのキャンペーン観測や四国の中央構造線GPSのデータなど高密度観測データとGEONETデータをあわせて、プレート間カップリングの高精度推定を行う。
126個の遠地地震のP波波形に対して時間拡張マルチテーパ法（澁谷他、2006）を適用しレシーバ関数を求め、JMA2001速度構造モデルを用いて深さ変換した後、新宮−河内長野測線上の17観測点について到来波線上にマッピングし、測線断面におけるS波速度不連続面のイメージを得た。さらに、得られたイメージを平均的なslowness（0。069秒毎キロメートル）をもつ波線に沿ってリサンプリングすることにより、測線上に1キロメートル間隔で設けた仮想的な観測点に対するレシーバ関数を推定し、測線断面におけるS波速度のJMA2001モデルに対する偏差をもとめた（図1）。フィリピン海プレートの海洋性マントルと考えられる南東端の深さ30キロメートル付近から北西下がりに分布する深部の高速度域が明らかになった。この高速度域の上面をつなぐように線を引き、これを海洋性モホ面とすると、沈み込みに伴う地震のほとんどは海洋性マントルの中で発生していることになる。また、海洋性モホ面の上部には低速度域が存在し、南東端の深さ25キロメートル付近から北西下がりに深さ約40キロメートルまで大きな低速度異常を示し、厚さは約5キロメートルである。これは海洋地殻と考えられる。先ほどの海洋性モホ面の上方5キロメートルに平行に引かれている線が海洋地殻の上面、すなわちフィリピン海プレートの上面と考えられる。海洋地殻は、深部低周波イベントが発生する深さ約40キロメートルまでは大きな低速度異常を示し、それより深いところでは低速度異常の程度は小さくなっている。このことは、低周波イベントの発生域で脱水が起こっていることを示唆する。
2005年9月に紀伊半島で実施した広帯域MT観測の解析を平成18年度も継続して実施した。この広帯域MT観測においては、測線の北側の地域で観測を実施した期間は地磁気擾乱が大きくS/N比の良いデータを取得できたが、南側地域での観測実施期間には擾乱が終息し、S/N比が悪く周期数秒以上の長周期側の探査曲線の推定ができていなかった。そこで、別の期間に実施されていたフラックスゲート型磁力計を使用した長周期MT観測のデータ、および、Network-MT観測のデータを結合して、南側の観測点での探査曲線の長周期側での推定精度を向上させた。これらの探査曲線を用いたインバージョンを行い40キロメートル程度までの比抵抗構造分布の推定精度を向上させた。その結果、低周波微動発生域では低比抵抗になることが明らかになると共に、通常の地震の震源も比抵抗構造の境界と良い相関を示しながら分布していることが明らかになった。また、鳥取大学と共同して岡山県、四国地域で広帯域MT観測を実施した。
GPS観測については、平成18年7月に防災研究所潮岬風力実験所に新たに連続観測点を設置し、連続観測を実施している。潮岬、白浜ともにインターネットにより遠隔で操作できるシステムを構築し、観測データの回収や観測点の管理を行っている。いずれの観測点においても1秒サンプリングの観測を行っており、随時解析を進めている。また、キャペーン観測に使用した紀伊半島のGPS観測点の一部を連続観測点として運用する準備を進めている。さらに、簡易式ひずみ計を紀伊半島内ヒンジライン付近1ヶ所に設置すべく調査・選点を行っており、平成18年度中に観測を実施できるように進めている。
大大特「断層モデル等の構築」においては、昨年度に引き続き新しいプレート形状モデルをもちいて、GEONETデータおよび紀伊半島および四国の稠密GPSキャンペーン観測データをインバージョンし、すべり欠損分布を評価した。その結果、潮岬沖の低カップリング領域がより鮮明になったほか、足摺岬沖にもややカップリング率の低い領域が存在することも明らかとなった。これに平行し、三次元数値構造モデルを用いて、単位ディスロケーションによる地表変位の計算を行い、均質半無限媒質における計算結果と比較した。その結果、場合によっては30パーセント程度不均質媒質モデルでの計算結果が大きくなることが明らかとなった。
澁谷拓郎、伊藤潔、西上欽也、橋本学、尾上謙介、大谷文夫、細善信、藤田安良、佐藤一敏、瀬川紘平、小林知勝、大志万直人、吉村令慧、中尾節郎、矢部征
有
比抵抗構造に関しては、高知大学、鳥取大学、神戸大学、東京大学地震研究所。参加者数：7名程度
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図1 新宮市から河内長野市にいたる南測線に沿う断面での地震波速度構造のイメージ。JMA2001速度構造モデルに対するS波速度の偏差を，正を寒色系，負を暖色系で示す。 はこの断面の近傍で発生した地震。 は深部低周波イベント。 |
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| 図2 広帯域MT観測、長周期MT観測、Network-MT観測のデータを結合して求められた紀伊半島低周波微動発生域周辺の比抵抗構造。黒丸は通常の地震の気象庁震源を示し、赤い星印は気象庁の決めた低周波地震の震源を示す。 |