プレート境界すべり及び内陸地震活動評価に関する研究

課題番号：3011

（1）実施機関名：

独立行政法人防災科学技術研究所

（2）研究課題（または観測項目）名：

プレート境界すべり及び内陸地震活動評価に関する研究

（3）最も関連の深い建議の項目：

2（2‐1）イ．非地震性滑りの時空間変化とアスペリティの相互作用

（4）その他関連する建議の項目：

2（2‐1）ウ．ひずみ集中帯の成因と内陸地震発生の準備過程
2（2‐1）ア．アスペリティの実体
1（1）ウ．東海・東南海・南海地域
1（1）ア．日本列島域
1（1）イ．地震発生･火山噴火の可能性の高い地域

（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：

　「地震予知のための新たな観測研究計画（第2次）の課題番号3002において、深部低周波微動とスロースリップの解明を進め、以下の成果を得た。

• 深部低周波微動や短期的スロースリップイベントに同期する、周期約20秒に卓越する深部超低周波地震を発見したとともに、CMT解析に基づきこれらの地震がプレート境界で発生していることを明らかにし、プレート境界深部滑り現象の全貌を明らかにした。
• 西南日本におけるこれらの現象がセグメントに分かれて周期性、移動性を示すことなど、活動に関する知見が蓄積したとともに、東海地震発生域の深部プレート境界付近において、微動活動に同期した短期的スロースリップイベントの発生を2004年12月に他の機関に先駆けて初めて準リアルタイムで検出し、2006年1月には、紀伊半島側から愛知県まで深部低周波微動、深部超低周波地震、及びスロースリップイベントがセグメントを越えて連動した現象を初めて捉えた。
• ダブルディファレンス法（DD法）やアレイデータを利用した手法に基づき、詳細な微動源決定が可能となった。また、従来のエンベロープ相関法に振幅情報を加えた新たな微動検出手法を開発し、微動輻射エネルギーの時間変化の定量的評価を可能とした。さらに、スロースリップイベントの詳細なすべり過程を明らかにするため、傾斜データに基づくすべりの時間発展インバージョン手法を開発し、それぞれの顕著なエピソードについて、微動の移動と調和的なすべり領域の移動が示されたとともに、すべり量の大きな領域と微動輻射エネルギーの高い領域が一致することが明らかになった。
• 深部スロー地震発生領域における人工地震探査に基づき、プレート境界における反射強度分布と微動発生領域との空間的位置関係を明らかにした。
• 2007年8月に発生した房総半島沖スロースリップイベントについて、断層モデル、すべり時間経過を明らかにするとともに、同期した群発地震活動が滑り領域を縁取るように発生していたことを明らかにした。

「地震予知のための新たな観測研究計画（第2次）の課題番号3007等において、浅部超低周波地震や相似地震のモニタリングに基づくプレート間すべりに関する研究を進め、以下の成果を得た。

• 西南日本の南海トラフ周辺で周期約10秒に卓越する浅部超低周波地震を発見し、それらが付加体内の逆断層系で発生していることを明らかにした。また、2003年十勝沖地震後、同震源域の海溝側で浅部超低周波地震の発生を検出し、時間とともに徐々に活動度が低下する様子が余効すべりの時間変化と類似していることを示した。
• 関東地方に沈み込む太平洋プレート及びフィリピン海プレートそれぞれの上面境界において発生する相似地震活動に基づいてプレート境界モデルを提案したとともに、相似地震クラスター毎に準静的すべり速度を評価し、相似地震予測システムを開発した。
• 2003年十勝沖地震震源域や千葉県銚子付近の中規模地震発生領域周辺に存在する相似地震活動から、これらの大・中規模地震発生前後における準静的すべり速度の変化を検出し、地震発生準備過程、発生直後の余効すべりとの関連を示した。
• 東海地域に発生する相似地震活動を明らかにし、静岡県中部のプレート境界における相似地震活動から準静的すべり速度は年間約1cmであり、また、静岡県西部ではフィリピン海プレート内部で年間約2cmの準静的すべり速度に相当する相似地震活動が発生していることが示された。

「地震予知のための新たな観測研究計画（第2次）の課題番号3007、3001等において内陸地震発生モニタリング、内陸活断層と地震波速度構造との関連について研究を進め、以下の成果を得た。

• 基盤的高感度地震観測網Hi‐netの整備により内陸で発生する地震の検知能力が向上し、地殻内地震活動の発生深度（D10,D90）の全国的マッピングが可能となった。さらに、DD法などに基づき、大きな地震の余震活動を詳細に把握し、複雑な断層構造を明らかにすることが可能となった。
• 日本全国を対象としたトモグラフィー解析によって得られた標準的3次元地震波速度構造に基づき、西南日本では断層直下の下部地殻に低速度異常が認められた。
• 根尾谷断層系における機動的地震・電磁気観測に基づき、浅部での低比抵抗帯と断層トレースとの位置関係から、断層形状と破砕領域の関係に関する重要な知見を得た。

（6）本課題の5ヶ年の到達目標：

　プレート境界の巨大地震発生領域の周囲では、過渡的・準静的すべりを反映する現象が相次いで発見されている。西南日本のフィリピン海プレート沈み込み境界の固着域深部では、数ヶ月ごとに短期的スロースリップイベント、深部超低周波地震及び深部低周波微動が同期して発生し、活動期には移動現象を伴うほか、時には隣接するセグメントに連動することがある。南海トラフ近傍の付加体内及び襟裳海山付近のプレート境界では浅部超低周波地震が発生し、後者については2003年十勝沖地震による余効すべりとの関連が指摘されている。また、相似地震活動は発生域周辺のプレート間準静的すべりを反映するだけでなく、その周囲の比較的大きな地震の発生前後ですべり速度が変化するなどの地震発生準備過程を反映する場合もある。以上のように、これらの現象はプレート間の結合状態や摩擦特性の空間的違いを反映したプレート間すべりであり、これらの発生源とプレート境界の幾何学的形状との位置関係、地下不均質構造や流体等との関係を明らかにして、これらの現象の発生メカニズムや構成則を解明することを到達目標とする。また、内陸においては特定の震源断層に応力が集中する過程を明らかにするため、活断層の幾何形状を反映する震源分布等の高精度震源決定、及び断層周辺の詳細な地震学的及び電磁気学的構造や応力分布を明らかにし、地殻変動観測とあわせて弾性変形と非弾性変形を分離するなど、応力蓄積の状況を把握することを目標とする。

（7）本課題の5ヵ年計画の概要：

（7‐1）プレート境界深部すべり現象の解明

　短期的スロースリップイベント、深部超低周波地震及び深部低周波微動の発生状況モニタリング結果に基づいて、断層モデルやメカニズム解、震源分布を明らかにするとともに、それらの解析手法の改良・開発に基づいて、より高精度の震源パラメタを得、外的擾乱によるトリガー作用などを考慮して、これらの現象の相互作用及び発生メカニズムを明らかにする。さらに自然地震解析や人工震源探査によって得られるプレート形状、境界面とその周辺の不均質地下構造、または電磁気学的調査等による流体分布等に基づき、空間的相互関係を明らかにする。

（7‐2）浅部超低周波地震の解明

　浅部超低周波地震のモニタリング結果に基づいて震源分布及び発震機構解を明らかにし、プレート形状や周辺の地下不均質構造、および相似地震解析や地殻変動解析に基づくプレート間すべりモニタリング結果と合わせて、超低周波地震の発生モデルを構築する。

（7‐3）相似地震構成則の解明

　日本列島全域における相似地震活動モニタリング結果に基づき、プレート間準静的すべりの分布を明らかにするとともに、プレート内で発生する相似地震活動状況を明らかにする。特に、太平洋プレート及びフィリピン海プレートの上面境界に発生する相似地震活動について着目し、プレート形状や進行方向などを考慮して、地域や深さごとに相似地震の構成則を構築する。

（7‐4）内陸地震活動の解明と活断層評価

　内陸活断層周辺で発生する地震の高精度震源･発震機構解決定、応力テンソルインバーションなどに基づき、自然・人工地震探査や電磁気学的調査等による地下不均質構造に関する情報と合わせて、既知の活断層や伏在する活断層の深部構造などの幾何的特徴の抽出や断層内外の構造を明らかにするとともに、地殻変動観測とあわせて弾性変形と非弾性変形を分離するなど、応力蓄積の状況を把握する。

（8）実施機関の参加者氏名または部署等名：

独立行政法人防災科学技術研究所　観測・予測研究領域地震・火山防災研究ユニット

他機関との共同研究の有無：有
東京大学地震研究所 

（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：防災科学技術研究所　アウトリーチ・国際研究推進センター
電話：029‐851‐1611
e‐mail：toiawase@bosai.go.jp
URL：http://www.bosai.go.jp/index.html