2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on Seismic and Electromagnetic Subsurface Structure around the Source of Slow Earthquakes
| Project Area | Science of slow earthquakes |
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| Project/Area Number |
16H06475
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
望月 公廣 東京大学, 地震研究所, 准教授 (80292861)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上嶋 誠 東京大学, 地震研究所, 准教授 (70242154)
市原 寛 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (90553074)
三浦 誠一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, グループリーダー (00371724)
藏下 英司 東京大学, 地震研究所, 助教 (00302620)
汐見 勝彦 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波防災研究部門, 主任研究員 (20500375)
中島 淳一 東京工業大学, 理学院, 教授 (30361067)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 沈み込み帯 / プレート境界 / スロー地震 / 間隙水 / 地震波速度構造 / 地震波減衰構造 / 比抵抗構造 / 豊後水道 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
沈み込むプレート境界周辺の地震学的構造を明らかにする目的として，陸域基盤的地震観測網のデータを用い，沈み込むフィリピン海プレートの上部境界面付近の地震波速度・減衰・異方性構造の推定を行った．その結果，西南日本の低周波地震の活動が見られないプレート境界の上には，水による変成作用の影響を受けた地震波の低速度・高減衰異常がみられるが，活発な領域ではそのような特徴はみられないことが明らかになった．低周波地震発生域のプレート境界は上盤に水を漏らさず，高間隙水圧を維持する作用を持つ可能性を提案した．さらに，スロースリップが6~7年周期で発生している豊後水道周辺域については，隣接する四国西部の陸域基盤的地震観測網観測点における連続地震波形記録から遠地地震波形を切り出し，観測点直下域の地震波速度不連続構造を推定するレシーバ関数の解析を始めた．遠地地震波形記録とともにデータベースとして保存するためのシステムを策定し，構築を始めた．求めたレシーバー関数の振幅分布と沈み込むプレートの構造との関係について詳細な検討を開始した．
スロー地震の発生に関する水の影響を明らかにし，その移動を検知するために，2016年4月から豊後水道に面している四国西部において，長基線で電位差を測定するネットワークMT観測を始めた．愛媛県と高知県に3~4つの電極を設置し，電位差を測定した．2観測点において地磁気も観測をし，電位差と水平2成分の磁場間の周波数領域における応答関数を求め，その長期安定性を示した．
自由落下・自己浮上型海底電位差磁力計（OBEM）2台を新たに整備し，既存の5台と合わせて，神戸大学練習船深江丸を用いて設置してする予定であった．計画途中，既存の3台のOBEMに不具合が生じたため，これを改修し整備をすることとした．このため，計4台のOBEMを設置して豊後水道沖合いでは初となる電磁気観測を開始した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
地震学的構造に関する研究では，西南日本におけるフィリピン海プレートの沈み込みに関する大局的な構造から，特にスロースリップが6~7年周期で発生している豊後水道周辺域でのプレート境界面周辺の詳細な構造までを詳細に把握するための研究を進めており，それぞれ着実な成果を挙げている．大局的構造では，微動発生とプレート境界周辺の水の分布との関係について，これまで考えられてきたモデルとは相反するアイディアを提案するに至った．また，陸域地震観測網の記録から得られるレシーバー関数によるプレート境界周辺域の高解像度な構造の解明，さらには海域地震観測記録へのレシーバー関数解析の適用を可能にするための開発を行っており，プレートの沈み込みに伴う構造の変化を把握することで，スロー地震発生メカニズムのモデルについて詳細な検証を加えるための準備を進めている．
電磁気学的構造に関する研究では，プレート境界周辺における水の分布を把握するため，豊後水道周辺域における海域から陸域までの観測網の整備を進めている．陸域では，電話回線を用いた長基線測定観測網の整備している．豊後水道沖合いの海域では，これまで電磁気観測が行われてこなかった．海域観測実施に向け，既存の海底電位差磁力計（OBEM）に加えて，新たに2台整備した．さらに，周辺の漁業者へ観測実施内容の説明，実際の作業実施要領について打ち合わせを行った上で，船舶の操業に支障をきたさないことを確認して，海域観測を開始した．
沈み込み帯の構造的特徴が豊後水道と似ているニュージーランド・ヒクランギ沈み込み帯での国際共同研究を実施している．実際にニュージーランドでの打ち合わせや，インターネット上のミーティングによって，研究の進捗状況を確認している．これらの沈み込み帯の共通・相違点を比較検討することにより，スロー地震の発生メカニズムの理解に重要な貢献を成すことが期待される．
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| Strategy for Future Research Activity |
プレート境界周辺における地震学的3次元構造の特徴に関して，スロー地震に加え，通常の地震活動を含めた多様な地震活動と構造不均質との関係を明らかにし，その発生メカニズム解明に向けたモデルの構築を目指す．特に，プレート境界面周辺域の詳細な構造については，6~7年周期でスロースリップが発生している豊後水道に隣接する，四国西部に設置された陸域基盤的定常観測点の記録からレシーバー関数を求め，その遠地地震波形記録とともにデータベースを整備していく．このレシーバー関数解析の結果を参照し，地震波変換効率の変化ならびに方位依存性の空間分解能を向上させる．海域での機動的地震観測で取得された波形記録へのレシーバー関数解析における問題点を克服するための手法開発も検討し，海域から陸域までのレシーバー関数データベースの構築について検討する．また，プレート境界周辺における多様な地震活動の詳細な検出を目的として，陸域地震観測データを用いて異方性モニタリング手法による微動の検出方法を検討し，さらに海域地震観測記録へ適用するための拡張を目指し，開発を進めていく．一方，平成31年度に予定されている四国西部陸域構造調査，および平成32年度に予定されている海域人工震源構造調査に関して，既存の観測データ・調査結果を評価し，プレート境界域の詳細な構造把握のための調査仕様の検討を継続する．
電磁気学的手法では，豊後水道周辺域において，海域・陸域を合わせ，統合的な観測網の構築・整備を進めて行く．陸域観測網では四国西部での観測点において不具合が生じている場所について整備を行い，さらに新しい機材の導入を試みつつ，観測網の充実を図る．海域観測では，海底電位差磁力計の繰り返し観測を行い，豊後水道沖合い周辺における多観測点において記録の取得を進めて行く．陸域・海域共に，得られたデータをもとに予察的な比抵抗構造解明を図る．
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[Journal Article] Seismicity controlled by resistivity structure: the 2016 Kumamoto earthquakes, Kyushu Island, Japan2017
Author(s)
Aizawa K., H. Asaue, K. Koike, S. Takakura, M. Utsugi, H. Inoue, R. Yoshimura, K. Yamazaki, S. Komatsu, M. Uyeshima, T. Koyama, W. Kanda, T. Shiotani, N. Matsushima, M. Hata, T. Yoshinaga; K. Uchida, Y. Tsukashima, A. Shito, S. Fujita, A. Wakabayashi, K. Tsukamoto, 他10名
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Journal Title
Earth Planets and Space
Volume: 69
Pages: 69:4
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Amplitude Changes of the Seismic Reflected Phases from the Plate Interface after the 2011 Tohoku Earthquake around its Northern Limit Region as Revealed by Active Seismic Surveys2016
Author(s)
Mochizuki, K., K. Ishihara, T. Yamada, M. Shinohara, Y. Yamashita, R. Azuma, R. Hino, T. Sato, Y. Mura, H. Yakiwara
Organizer
2016 American Geophysical Union Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Seismological structure of the subduction system associated with the Philippine Sea plate, SW Japan, - Reinterpretation of the wide-angle reflection data in the Kii Peninsula by seismic interferometry technique2016
Author(s)
Iwasaki, T., S. Abe, K. Yokota, E. Kurashimo, T. Iidaka, H. Katao, M. Higashinaka, A. Nakanishi, Y. Kaneda
Organizer
2016 American Geophysical Union Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Geometry of plate boundary and seismic structure beneath the southern Ryukyu Trench subduction zone deduced from passive seismic observation2016
Author(s)
Yamamoto, Y., T. Takahashi, Y. Ishihara, Y. Kaiho, R. Abe, A. Nakanishi, K. Obana, S. Mura, S. Kodaira, Y. Kaneda
Organizer
2016 American Geophysical Union Fall Meeting
Int'l Joint Research
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