断層面および断層周辺の不均質性に基づく断層への応力集中過程の解明
課題番号：1808
（1）実施機関名：
京都大学 防災研究所
（2）研究課題名：
断層面および断層周辺の不均質性に基づく断層への応力集中過程の解明
（3）最も関連の深い建議の項目：
2（2）（2‐1）ウ
（4）その他関連する建議の項目：
2（3）（3‐2）ア、 2（4）イ
（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：
- 2000年鳥取県西部合同余震観測および西南日本合同地震観測データの応力インバージョンにより、山陰地方の地震帯において応力場の回転が起こっていることを見出した。FEMによるモデリングにより、地震帯直下の下部地殻にWeak
zone（低粘性の断層帯）あるいはアサイスミックな（強度の小さい）断層の下部延長を仮定すると、地震帯における応力場の回転と高い応力比を再現できることが分かった。このことは、内陸地震の断層への応力集中過程に関する重要な知見であると考えられるが、モデリングでは観測された30度におよぶ回転の大きさを再現することが出来なかった。観測データの不足のため、地震帯の全域が一様な応力場の下にあると仮定したが、地震帯における空間変化を推定することが課題として残った。
- 鳥取県西部合同地震観測データの解析により、本震の断層面上で発生したと考えられる余震が全体のせいぜい一割程度と非常に少ないことを見出した。また、破壊開始点付近においては、余震が震源断層面上に集中すること、メカニズム解が推定断層面と調和的であることを見出した。また、アスペリティ付近においては、応力場が乱れることを指摘した。
- 鳥取県西部地震震源域周辺での広帯域MT観測の実施により断層にほぼ沿った比抵抗構造を求めその不均質性を明らかにした。また、山陰地域では、海岸に沿って分布する地震帯下の下部地殻に低比抵抗領域が平行して分布することを明らかにした。
- 長野県西部地震の高精度地震観測データの解析により、震源断層の極近傍においてメカニズム解が断層の走向に揃うことを見出した。また、長野県西部地震の震源断層近傍で応力降下量が小さい地震が多い可能性を指摘した。
- 長野県西部地域の上部地殻において、1kmメッシュの精細な地震波速度構造を推定した。
- 長野県西部地震の断層近傍において、震源断層の下部延長のすべりと調和的な応力場の空間変化を見出した。
- 山崎断層における観測データの解析（地震観測、ハイドロフォン観測、地殻ひずみ観測、岩石密度測定等）と最近起きた大地震の解析を通して、断層面の不均質性、複雑性を明らかにしてきた。
- 微小地震の詳細な震源分布の空間不均質性をもとにして土方断層と安富断層のジョイント付近から安富断層の部分が、山崎断層系でのアスペリティの第1候補であろうと推測できることが判明した。
- 山崎断層では、平成19年度には、3つ目の臨時地震観測点を設置し、山崎断層における（極）微小地震の観測を強化した。また、ひずみ観測と地震解析を継続して行っている。
- 断層スリップや地震のメカニズムデータから応力テンソルを決定するモデルは非線形であることを考慮し、最適応力テンソル解を常に正しく推定することができる非線形グローバル最適化手法を開発した。また、異常データを自動的に除去することができるsign‐constrained
robust least squaresに基づいた新しい推定手法を開発した。
（6）本課題の5ヶ年の到達目標：
本研究課題は、次期計画中の「地震準備過程」に関する研究課題のひとつとして位置づけることができる。特に、建議中にある「内陸地震に関しては、地震発生層である上部地殻と下部地殻・最上部マントルの不均質とその変形の空間分布を把握し、歪集中帯の形成・発達と地震発生に至る過程に関する定量的なモデルの構築を目指す」に沿った研究課題である。この研究課題の実施により、断層への応力集中を解明するための基礎的モデル構築に貢献する。
（7）本課題の5ヵ年計画の概要：
平成21～23年は主に各地域での手法開発の期間とし、島根県東部から鳥取県西部地域において応力集中過程の解明のため，満点システムによる微小地震観測を開始し必要なデータを取得する。また、新しい応力逆解析手法の開発も合わせて開発する。長野県西部地震および鳥取県西部地震の震源域における稠密地震観測データを用い、震源断層や破壊開始点、アスペリティの位置の推定手法の開発を行なう。また、鳥取県西部地域でこれまでに取得されたデータおよび補充観測によるデータをもとにさらに深部までの比抵抗構造を求め地震断層周辺の不均質性の把握を行う。一方、山崎断層で、歪計、臨時地震観測とハイドロフォンを使用した極微小地震の活動変化を解明するとともに、近畿地方北部のいくつかの活断層で地震波散乱解析によるにおける深部不均質構造の推定を行う。なお、山崎断層では断層の定常的な変位をモニターするため、断層をまたぐ伸縮計による歪み観測を実施する。また、平成23年からは上述の研究内容に加えて、花折断層・有馬高槻断層系、山崎断層系の地域をカバーするSAR
データを入手し、他課題において開発される予定のInSAR時系列解析を適用・拡張する。
平成24～25年は、平成21～23年の期間に実施した観測を必要に応じて継続するとともに、それまでに各地域で高度化されたそれぞれの手法をそれぞれ近畿地方中北部の断層（花折断層・有馬高槻断層系、山崎断層系）へ適用するとともに、地震波散乱解析により近畿地方北部の広い地域での地殻不均質構造の時空間分布特性の違いに着目して断層系への応力集中機構を解明するための特徴的な構造を抽出する。さらに、InSAR時系列解析により地殻変動の詳細な時空間パターンをとらえ、花折断層・有馬高槻断層系、山崎断層系などでの応力集中機構のモデル化を図る。
（8）実施機関の参加者氏名または部署等名：
担当者：大志万直人
参加者：飯尾能久、片尾浩、澁谷拓郎、西上欽也、加納靖之、James
MORI、吉村令慧、徐培亮、橋本学、福島洋、中尾節郎、西村和浩、他：計約14名
他機関との共同研究の有無：有
鳥取大学、神戸大学、高知大学との共同研究（参加人数 約4名）
（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：京都大学 防災研究所 地震予知研究センター
電話：
e‐mail：
URL：http://www.rcep.dpri.kyoto‐u.ac.jp/