2．地殻活動モニタリングシステム高度化のための観測研究の推進　（2）特定域地殻活動モニタリングシステム

機関名略称：
国土地理院→地理院
防災科学研究所→防災科研
産業技術総合研究所→産総研
海上保安庁水路部→水路部
通信総合研究所→通総研 

（2．1）具体的目標

（ア）東海及びその周辺地域

（イ）その他特定の地域

（2．2）実施状況

（ア）東海及びその周辺地域

• 従来の地下水中のラドン観測では、放射能測定器を備えたチャンバーに地下水を汲み上げてラドンを測定するので、地下水位の観測と両立できないなどの問題があった。そこで、気体交換モジュールを用いて地下帯水層から直接ガスだけを分離し、四重極質量分析装置とラドン測定装置に導入するという溶存ガス測定システムを開発した。このシステムを御前崎、竜洋、鎌倉3観測点の5本の井戸に設置し、運転を開始している。新システムの導入から1年程度経過しているが、初期的なトラブルがまだ起きており、試行錯誤的に改善しながら運転している。しかし、短期間の連続データからでも、溶存ガス組成が潮汐応答することを見つけ、この種の測定が地殻活動監視に役立つことを示している。（大学）
• 東海地域における地殻変動監視能力の向上のため、平成9年度に掛川、平成10年度に佐久間に、石井式3成分歪計を中心とする地殻岩石歪観測施設を増設した。また、静岡県が春野及び本川根に設置した同観測施設のデータについても、県の協力を得て気象庁へのリアルタイム伝送を開始した。また、東海地域における既設の体積歪計を中心とする地殻岩石歪観測施設のうち8か所において、平成10年度に地上増幅部の改良更新を行った。また、平成10年度には、防災科研から気象庁に分岐する地震・地殻変動データの増強を行うとともに、地理院の東海地域GPS解析結果の準リアルタイム分岐（60地点）を開始した。（気象庁）
• 体積歪計などのボアホール歪計に対する環境要素の影響を定量的に把握するため、表面荷重の効果の理論的評価を行った。小田原において2層式歪計による観測を継続して行った。GPSと潮位変動の同時並行観測により、地殻変動の上下変動成分を高精度に捕捉することを試みた。（気象庁）
• 東海地域における地殻変動監視能力の向上のため、平成12年度に浜北に石井式3成分歪計を中心とする地殻岩石歪観測施設の増設を行っている。また、地理院による東海地域のGPS解析結果の準リアルタイム分岐を、平成11年度からは132地点に増やし、地殻変動監視能力の向上を図った。さらに、平成11年度に水路部及び東京大学、平成12年度に名古屋大学のデータについて、気象庁への分岐データの増強を行った。（気象庁）
• 東海地域の体積歪計について、通常のデータ変動レベルの統計的調査を行い、時間階差毎の検出可能な変化量を設定した。また、想定震源域の断層面上に仮想的前兆すべりを置き、数値シミュレーションによる前兆出現時系列を仮定した場合の東海監視網異常地殻変動検出能力の空間分布を調査した。（気象庁）
• 体積歪計で過去に記録された異常変化につき、観測点毎の特徴の調査を行った。（気象庁）
• 過去の潮位変動記録から、1944年東南海地震や1946年南海地震前後の潮位変化を調べた。駿河湾周辺域において、自己浮上式海底地震計による観測を実施し、既存地震観測網データと合わせて震源の詳細な調査を行った。（気象庁）
• 体積歪計に関する理論気圧応答を明らかにした。深度による歪変化の違いが主に周辺媒質に拠っていることを明らかにした。GPSと検潮儀との並行観測から得られた伊豆大島－房総半島間の上下変動から、伊豆大島の1990年以降の隆起を見いだした。更に東海地震発生直前において想定される前駆的地殻変動に対する体積歪計観測網の検知力を時間的・空間的スケールで明らかにした。この結果は、地殻岩石歪観測施設の増強計画の策定に活用された。（気象庁）
• 物理モデルに基づく東海地震の発生に至るまでの前兆現象発現数値シミュレーションの結果や、実際の地殻岩石歪計データの定常的変動レベルに関する統計的調査結果に基づき、平成10年4月に判定会招集要請基準を従来の約1／10に改訂し、より微弱な地殻変動の監視を行うこととした。（気象庁）
• 体積歪計データの異常変化につき、観測点毎の特徴を明らかにし、自動異常検出時における原因切り分け判断支援に活用している。（気象庁）
• 自己浮上式海底地震計による観測から、東海沖で発生する地震の実際の深さは、既存常時地震観測網で得られているよりも浅いことを明らかにした。また、銭洲海嶺の南西延長部にも、これまで知られていなかった活発な地震活動が存在することを見つけた。（気象庁）
• 平成10年度に掛川－御前崎間の上下変動を監視するため25点のGPS連続観測局（高精度比高観測点）を設置し、平成11年度より従来から年4回実施している水準測量に加え、GPS連続観測を実施している。また、御前崎地殻活動観測場など御前崎周辺において、伸縮計・傾斜計・歪計による地殻変動連続観測を引き続き実施している。さらに、東海及びその周辺地域（伊東、田子、焼津等）において、潮位差連続観測を引き続き実施している。それぞれの項目で観測データが得られ、東海地震の前兆把握の基礎データとなっている。（地理院）
• 伊豆半島東部（川奈・網代）において光波測距儀による繰り返し辺長測量により、この地域に発生した群発地震と関連する地殻変動を検出した。（地理院）
• 東海地域に焦点をあて、同地域の微小地震活動の変化とその特徴を、地震回数変化、卓越周波数変化、メカニズム、モーメント解放量、等に基づいて解析を進めた。さらに、平成12 年度より、ヒンジラインの動きをターゲットとして、2本の地殻変動観測線整備に着手した。東海地域の地震活動に関して、1990年代後半からの変化を検出し、その特徴からアスペリティー形成に関する推測を行った。地殻変動観測線については、平成12及び13の両年度にわたり、地震・傾斜・坂田式3成分歪計・GPSによる総合観測点2点の建設を完了した。（防災科研）
• 平成7年度及び平成8年度補正予算によって、近畿及び中部地方の活断層周辺に地下水等の観測を行う観測網を整備し、1998年に観測を開始した。2001年10月現在、近畿及びその周辺部に21観測点、中部地方に3つの観測点がある。特に重要な観測点では、地下水に加え、地殻歪・GPS・地震の観測も行っている。（産総研）
• 伊豆半島東方沖群発地震前後の伊豆半島における地下水位データと気象庁体積歪計データ及び国土地理院GPS観測による群発地震モデルとを比較検討した。（産総研）
• 東海地震の前兆の出現として最も期待されているものの一つである浜岡の比高変化と浜岡水準点近傍の地下水位変化を比較した。（産総研）
• 地下水位だけでなく、一般的な時系列の中で雨の寄与を除去する新たな解析方法を開発した。（産総研）
• 東京大学理学部が開発した地下水溶存ガス連続測定装置（最短数秒単位のサンプリング間隔で12のガス成分を同時に観測可能な装置）を、名古屋大学理学部と協力して（想定東海地震震源域西部にある）愛知県豊橋観測点に設置し、その安定性をチェックすると同時に、地下水位変化や（ボアホール型歪計や伸縮計、GPSによって計測される）地殻変動と比較・研究している。また、水が出入りするストレーナ付近で直接ラドンを測定するために、水没型ラドン計を岐阜大学教育学部と協力して開発し、幾つかの観測点に設置して上記同様、水位や湧水量、地殻変動との比較研究を行っている。（産総研）
• 標記観測装置は、2年程度は安定してデータを取得できることが判明した。豊橋近傍では1999年にM5弱の地震が2度発生したが、その前に水素／アルゴン比が変化した。一方、その変化した時期にボアホール型歪計や伸縮計等に特に顕著な変化は認められなかった。（産総研）
• 産総研の作成した近畿の地下水等観測網の評価を行った所、10－9の体積歪変化かそれに相当する地震に関連した地殻変動を、水位変化として検出できる可能性が高いことが分かった。（産総研）
• 1995年以降、伊豆半島東方沖で発生した規模の大きな4つの群発地震前に、異常な地下水位変化が気象庁観測点の体積歪変化とともに2例検出できた。また、群発地震開始後に4度とも地下水位は大きく変化したが、その変化の大きさは、GPSや測地測量から提出された群発地震モデルから計算されるOMRにおける体積歪変化と線形の関係にある。伊豆半島東方沖の群発地震は地下からのマグマの貫入と考えられているが、地震が発生するのは地下10kmより浅い部分に限られる。深さ10kmまでのマグマの上昇は岩盤の変形とそれに伴う地下水位変化のみを生じるが、深さ10kmを越えると群発地震を生じると考えると上述の結果が説明できる。（産総研）
• 浜岡水準点の比高の長期トレンドが変化する時期に、浜岡近傍の地下水位と（地下水位変化に起因する）地盤沈下のトレンドも変化した。（産総研）
• GPSを通じて大気遅延を精度よく推定することが可能になり、GPS測定における大気遅延誤差の中でも最も大きな誤差要因である水蒸気の時空間変動の詳細を明らかにできた。（産総研）
• 気圧・降雨などの擾乱要因を取り除き、地殻活動に関連する水位変化のみを抽出する方法を開発し、インターネットで公開した。（産総研）
• 首都圏広域地殻変動観測計画では、以下の、VLBI定常観測を実施した。SLR観測は試験期間を経て、平成10年度にはSLRデータを国際的に提供を開始した。GPSも4局の観測局に配置しており、VLBI、SLRと並行観測を行った。（通総研）

平成9年度：宇宙測地技術統合による首都圏広域地殻変動観測の実施
平成10年度：宇宙測地技術統合による首都圏広域地殻変動観測の実施
平成11年度：宇宙測地技術統合による首都圏広域地殻変動観測の実施
平成12年度：伊豆諸島の地震・火山活動に伴う地殻変動を南房総で検出し、7月末から11月上旬まで特別に連日のVLBI観測を行った。プロジェクト終了予定年度であったが、特別の事態のため1年間延長とした。ただし、三浦局は撤収。
平成13年度：一定期間の観測の後、年度末までに観測プロジェクト終了予定。

• 既に、首都圏広域地殻変動観測において宇宙測地技術を応用するためのシステム開発を行ったが、そのシステムの信頼性向上を進めた。また、通総研がNTTと共同開発した国際的に例のない最先端のリアルタイムVLBIシステムを活用し、平成12年夏の伊豆諸島の活動観測において迅速に地殻変動データを地震調査委員会に提供できた。また、SLR、GPSでもこの成果を確認した。（通総研）

（イ）その他特定の地域

• 1997年6月25日山口県北部M6.6の地震は第三種地震空白域内で発生した。3成分歪計に関して、降雨の影響に微小な季節変化があることが分かった。（気象庁）
• 岩手県内陸北部、鹿児島県薩摩地方北部などで機動的地震観測を実施した。機動的地震観測で得られた観測データと、一元化処理で生産したデータとを統合処理することにより、詳細な震源分布が把握できた。（気象庁）
• 1997年山口県北部の地震（M6.6）、臨時地震観測点を展開して、地震活動の推移を把握した。（大学）
• 1997年3月26日の鹿児島県北西部地震の発生に伴い、余震域周辺に臨時余震観測点11点を設置、また5月13日の2つ目の地震発生に伴い、更に臨時観測点を1点追加し、6月中旬まで観測を行った。また、臨時観測点撤収後は、串木野市と入来町の2点で移動用衛星テレメータ装置による観測を開始した。さらに、地震発生1年後の1998年3月～9月にも12点での臨時余震観測をおこなった。鹿児島県北西部地震発生に伴い周辺域での九州南部域の浅発地震活動度に変化が見られた（阿久根市沖や吹上浜付近などで活発化、1974年鹿児島県北部地震（M5.7）の余震活動の静穏化）。そして、その変化はΔCFFで説明が可能であることが示された。（大学）
• 群発地震活動があった瀬戸内（燧灘）でGPS機動臨時観測点を設置し、活動に関連する変動、余効変動などを観測した。（地理院）
• 1998年飛騨山脈中・北部の群発地震（最大地震M5.3）に際して、臨時地震観測点を展開して、地震活動の推移を把握した。（大学）
• 1999年三重県飯高町の地域に臨時地震観測点を展開して、地震活動の推移を把握した。（大学）
• 平成12年6月26日から始まった三宅島における地震活動とマグマ活動は、28日ころから震源が三宅島西方海域に移り、さらに、神津島・新島近海へと移動した。7月1日には神津島東方沖でM6.4、9日にM6.1の地震が発生し、神津島・新島近海で、継続期間、地震規模において我国観測史上最大規模の群発地震活動が発生した。これらの一連の活動は、地下のマグマ活動によって生じた地殻内の応力の集中と再配分の結果と考えられ、気象庁と大学は協力して、衛星回線を利用した観測点を展開し、群発地震の推移を監視した。国土地理院は、伊豆諸島北部にGPS臨時観測点を設置し、活動に関連する変動をモニターした。さらに、大学は、ブイテレメータ式海底地震計による準リアルタイム観測と、自己浮上型海底地震計の繰り返し観測を中心とした観測研究によって、地震活動の把握、海域の地震の深さの時間的変動の把握、群発地震活動域の地殻構造調査、貫入岩体（マグマ）の深度の推定を行った。これらに加え、重力データ、地球電磁気データ、温度データを統合して、三宅島、神津島、新島近海で進行しているマグマ活動と地震活動の実態を解明した。（大学、気象庁、防災科研、水路部、地理院、産総研、海洋科学技術センター）
• 2000年鳥取県西部地震については稠密観測によって、余震の分布が詳細に調査された。特にこの地域では1989年以来、M5クラスの地震が断続的に発生しており、それらの前駆的地震活動と余震域の関連が調査された。その結果、2000年の地震は前駆的地震活動と同じ付近から破壊が始まり、北西部及び南東部の地震空白域に拡大したことが分かった。また、余震は本震の大きな破壊域の周辺で多数発生していること、北西部においては本震の破壊面と直交あるいは斜行した方向の地震の並びが幾つか存在することなど、震源域の詳細な情報が得られている。さらに、本震の近くのモホ面付近で低周波地震活動が起こっていることも見出されている。（大学）
• 鳥取県での比抵抗構造探査の結果、鳥取をほぼ東西に線状分布する地震帯の南端を境界として、地殻浅部の比抵抗構造に極端なコントラストが存在がし、地震発生層の下部には低比抵抗領域が存在することが分かった。このような構造は鳥取県西部地震の震源域内でも見られた。（大学）
• 鳥取県西部地震の余震域周辺において臨時のGPS連続観測点を設置して地殻変動を観測し、本震の余効変動と見られる地殻変動を検出した。また、平成12年度にGPSにより61点の基準点測量（高度基準点測量21点、地域基準点測量40点）を行い、推定される断層周辺で20～30cmの変動が確認された。（地理院）
• 群発地震活動があった瀬戸内（燧灘）及び兵庫県北部において臨時のGPS観測点を設置し、地殻変動を調べた。（地理院）
• 2001年和歌山県龍神村の群発地震活動に際し、臨時地震観測点を展開して、地震活動の推移を把握した。（大学）
• 跡津川断層等の活断層地域等において、光波測距儀による繰り返し辺長測量を実施した。跡津川断層では地震を伴わない横ずれ（クリープ）とみられる変動が検出できた。（地理院）
• 1995年兵庫県南部地震の余震活動が続く地殻活動が活発な地域としての淡路島の野島断層を含む北部地域において、引き続き地磁気・地電流の多点・連続観測を実施し、地磁気・地電流による地殻活動検出手法、人工ノイズの除去手法を開発した。敦賀、今津において、3成分歪計やGPSなどによる総合的地殻変動観測を行い、潮汐、地震波などに対する影響の調査を行った。潮汐や地下水応答などに対する影響を調査し、テクトニックな歪蓄積の評価を行った。また、西南日本の地震活動調査を行った。地磁気・地電流による地殻活動検出手法、人工ノイズの除去手法開発が進捗した。敦賀、今津総合観測関連では、3成分歪計に関して、周期帯の異なる潮汐と地震波に対してほぼ同等の感度（行列）が求められることを明らかにした。地殻内地震帯と第三種地震空白域の抽出を行った。（気象庁）
• 1999年トルコ・イズミット地震（Ms7.4）、1999年台湾・集集地震（Ms7.7）、2001年インド西部地震（Ms7.8）では、機動的な地震観測、GPS観測、活断層調査等が実施されて、大地震後の余効的地殻活動の推移が把握された。（大学）
• 1997年（平成9年）日本海東縁の秋田・山形沖には地震空白域が存在する。この場所の地殻構造の不均質性と海底活断層、地震空白域などの関係を調べるため海底地震計と制御震源を用いた観測を行った。日本海東縁の地震空白域から内陸にかけての海陸をひとつなぎにする構造調査の測線において海陸共同観測を行った。この目標は、日本列島東北地域を横断したP波速度構造を調べることである。得られた結果は、（1）P波速度構造は海的な構造から徐々に陸的な構造に遷移すること、（2）その境界は地形上の海岸線に位置すること、（3）日本海東縁での地震空白域には東西方向について、顕著な不均質性はみられないこと、（4）その場所における海底地震計による微小地震活動の観測結果は、それ以前の気象庁、東北大学によって観測されている震源との顕著な差はないこと、などが分かった。（大学）
• 1997年度には日向灘、1998年度はトカラ列島から奄美大島にかけての領域で約2か月間の海底地震観測を実施した。（大学）
• 1998年に中部伊豆小笠原海溝における合同海底地震観測を実施した。（大学）
• 三宅島近海の観測により、海底火山のように歪みレートが大きな地域では、海底圧力の長期連続観測によって海底上下変動が検知可能であることを示した。しかし、一般的には海洋変動などの影響を除去する必要があり、海底上下変動観測を実現するためには今後、得られたデータを吟味し、それを機器・手法開発にフィードバックさせて観測を行うというループを繰り返し、機器や手法の改良に努める必要があることも分かった。（大学）
• 平成10年5月から7月にかけて、 1998年5月4日石垣島南方沖地震（M7.6）の余震観測を実施した。観測船として長崎海洋気象台の長風丸を用いた。（大学）
• 平成10年7月から8月にかけて室戸海盆で海底地震計による自然地震観測を実施した。（大学）
• 平成10年11月には琉球大学と合同で、沖縄トラフ南部与那国海底地溝付近で海底地震観測を実施した。観測船として長崎大学の長崎丸を用いた。（大学）
• 海底地震計を用い1999年種子島東方沖地震の余震観測を行った。長崎海洋気象台の長風丸により設置は平成11年4月、回収は同7月に行った。京大の自己浮上式海底地震計4台と気象庁の海底地震計2台を震央のやや東寄りに設置した。合わせて気象庁の種子島観測点の連続記録も利用することとした。（大学、気象庁）
• 平成12年、海底地震計を用いて西之島東方沖で海底地震計による自然地震観測を実施した。（大学、気象庁）
• 平成11年度は、1999年4月20日～1999年7月3日に東シナ海の男女海盆において、16台の自己浮上型海底地震計を用い当該地域の地震活動を調査した。（大学）
• 2001年には奄美大島近海で海底地震観測を実施した。（大学）
• 1994年三陸はるか沖地震の震源域における合同海底地震観測（平成12～13年度）により、余震の中にはプレート境界ではなくプレート内部に発生しているグループがあること、これらの地震の中には正断層型の地震も存在していることを明らかにした。（大学）