地殻流体のフラックス測定に基づいた化学的地震先行現象発現機構の解明

課題番号：1502

（1）実施機関名：

東京大学大学院理学系研究科

（2）研究課題名：

地殻流体のフラックス測定に基づいた化学的地震先行現象発現機構の解明

（3）最も関連の深い建議の項目：

2　地震・火山現象解明のための観測研究の推進
（3）地震発生先行・破壊過程と火山噴火過程
（3‐1）地震発生先行過程
ア．観測データによる先行現象の評価

（4）その他関連する建議の項目：

2　地震・火山現象解明のための観測研究の推進
（4）地震発生・火山噴火素過程
ア．岩石の変形・破壊の物理的・化学的素過程

（5）平成20年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：

　跡津川断層トレースの微小地震多発地域（宮川）において、断層破砕帯化学モニタ用ボアホールを掘削した。コアの解析と粉砕‐反応実験によって、断層破砕帯を特徴付ける化学物質の生成機構を解明した。さらに、このとき開発した層破砕帯化学モニタリング装置と採水システムの特許を取得した。
　また、質量分析計を用いた地下水溶存ガスの連続観測法を開発し、非自噴井での運用を実現した。これによって非地震活動期の地下水溶存ガスの変動機構を明らかにした（Tsunomori and Notsu（2008））。また、常温・超高真空下での岩石の連続圧縮に伴って放出されるガス組成を調べ、メタン放出量が圧縮速度に依存することを見出した。

（6）本課題の5ヶ年の到達目標：

　本研究では、化学的な地震先行現象が発現する機構の解明を試みることを目標とする。マントルから供給される流体および断層内や帯水層内で放出される揮発性物質は、地震発生過程にかかわる地殻の物理状態を反映すると期待される。これらの化学物質が生成される素過程を実験により検証していくとともに、それらの反応が地震発生過程に関連する機構を観測事実に基づいて解明する。想定している揮発性物質は、水素、ヘリウム、メタン、ラドンであり、分析化学的な手法を応用した測定を連続的に行う。観測井がある跡津川観測点は、跡津川断層直上にある。そこで、断層から放出される揮発性物質の濃度変化と活断層の地震活動とを関連づけるようなモデルを構築し、断層の活動度の予測を試みる。

（7）本課題の5ヵ年計画の概要：

　平成21年度は、プロトタイプとして開発してきた地下水溶存ガス観測装置を改良し、精度よく溶存ガス組成を分析できるようにする。また、観測点の改修整備を行う。平成22年度は、改良された観測装置を運用し、地下水に溶け込んでいる断層破砕帯から放出されたガスの組成変化を連続観測するとともに、周囲の地震活動との対比を行う。平成23年度は、帯水層の物理パラメタとの並行観測を実施することで、地下水溶存ガスの濃度変化と地殻・断層の状態変化との関係性を見出す。平成24年度は、観測事実に基づいた化学的地震先行現象発現のモデルを構築し、これによって活動予測を試みる。成25年度は、観測例を増やしつつ、成果を取りまとめる。

（8）実施機関の参加者氏名または部署等名：

東京大学大学院理学系研究科　地球惑星科学専攻　田中秀実
東京大学大学院理学系研究科　地殻化学実験施設　角森史昭

他機関との共同研究の有無：
なし

（9）公開時にホームページに掲載する問い合わせ先

部署等名：東京大学大学院理学系研究科
電話：03‐5841‐4525
e‐mail：tanaka@eps.s.u‐tokyo.ac.jp
URL：http://www‐solid.eps.s.u‐tokyo.ac.jp/~mseis/