2018 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) |
藏下 英司 東京大学, 地震研究所, 助教 (00302620)
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)
汐見 勝彦 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 主任研究員 (20500375)
中島 淳一 東京工業大学, 理学院, 教授 (30361067)
上嶋 誠 東京大学, 地震研究所, 教授 (70242154)
市原 寛 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (90553074)
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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 |
地震学的構造の研究としては，豊後水道に隣接する四国西部の陸域定常観測点および臨時観測点における連続地震波形記録から遠地地震波形の切り出しを継続し，データベースの充実化を行った．理論的に合成したレシーバー関数の評価に基づき，低周波微動発生域南限のプレート境界付近における地震波速度異方性構造の急変は，海洋性地殻内で発生している可能性が高いことを明らかにした．火山性の低周波地震については，その発生メカニズムを検討するために，P波とS波の振幅比を用いて蔵王山周辺の深部低周波地震の発震機構解を推定した．その結果，ダブルカップルで説明できる地震が約7割で，残りは非ダブルカップル成分を含むことが明らかになった．さらに構造解析からは，富士山下の深部低周波地震は高減衰域の周囲で発生しているという結果を得た．
2019年度に四国西部の陸域で実施を予定している人工震源地震波構造調査に関して，プレート境界域の詳細な構造把握のための調査仕様を決定した．構造調査測線の現地踏査を実施し，臨時地震観測点設置場所の選定作業を行った．2020年度に実施予定の海域人工震源地震波構造調査について，その基礎的検討を継続した．日向灘から豊後水道にかけての微動の活動様式に関連した構造的要因を明らかにするため，海底地形データなどを参照しつつ，調査測線の検討を行った．
電磁気学的構造の研究としては，2016年に開始した四国西部のネットワークMT長基線電位差観測を継続し，九州東岸3エリアでの観測を開始した． 3次元比抵抗構造を求め，地震波減衰構造との比較検討も始めている．さらに海域における電磁気観測も継続し，豊後水道南方の海域において海底電磁気観測点の回収および投入を実施した．2018年度末時点で7地点において海底電磁場観測データが得られ，5地点において観測を継続中である．得られたデータの初期的解析も進めている．
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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
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を詳細に把握するための研究を進めており，地震学的および電磁気学的構造の解明について，着実な成果を挙げている．陸域地震観測網の記録から得られるレシーバー関数については観測地震波形データの充実化を進めており，スロー地震の活動分布と関連する構造不均質が沈み込む海洋性地殻内に認められる可能性について明らかにした．電磁気観測については，陸域，海域ともに観測網を維持しつつ，さらに新たな観測点を構築して観測を継続している．ここで得られたデータから初期的な解析を進めており，3次元の詳細な比抵抗構造が得られつつある．この比抵抗構造について，地震学的構造，特に地震波減衰構造との比較検討も始められている．
2019，2020年度には，日向灘・豊後水道周辺域の，それぞれ陸域，および海域において，大規模な人工震源構造調査を実施する予定である．スロー地震活動と構造不均質との関係を解明するために最も有効な調査とするべく，これまでに明らかにされたスロー地震活動分布や，過去に実施された調査の結果などを参照しつつ，調査測線を含めた仕様について，詳細な策定を進めている．
沈み込み帯の多様な地震活動や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は，2017年度に行った大規模な人工震源構造調査のデータ解析を進め，スロー地震発生域周辺における構造不均質が明らかになりつつある．海域地震・地殻変動観測も継続しており，豊後水道との比較研究対象として，スロー地震活動分布と構造不均質の関係解明に向けた国際共同研究が進められている．
一方，プレート境界におけるスロー地震との対比として，火山性微動活動の分布や発生メカニズムも明らかにされ，構造不均質との関係についても重要な結果が得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
四国西部周辺の定常観測点ならびに本領域A01班による機動観測点に対し，新たに発生する自然地震を対象としたレシーバー関数データベースの拡張を継続する．観測された変換波振幅の方位依存性等に基づき，豊後水道に隣接する四国西部のプレート形状ならびにプレート境界面性状の把握を進めるとともに，人工震源構造調査等の他の調査結果との比較検討を行う．
火山性の低周波地震の解析をさらに進め，プレート境界で発生する低周波地震との類似性，相違点を定量的に議論する．また，関東地方下のプレート境界で発生する地震の周期性の有無を調べ，プレート境界でのスロースリップとの関係について，構造的不均質含め議論する．
11月に四国西部の陸域で人工震源地震波構造調査を実施する．測線は愛媛県西予市から久万高原町に至る地域（測線長：約80km）と愛媛県大洲市から高知県四万十町に至る地域（測線長：約50km）に設定し，人工震源として発破を測線上の6か所で予定している．臨時地震観測点を測線上の600ヵ所に設置し，発破を観測する．取得発破観測データに既存調査データと合わせた構造解析を開始する．2020年度には，海域における人工震源地震波構造調査を予定している．これまでに明らかにされている低周波微動発生域の分布や海底地形などを参考に，調査測線などの仕様の検討を行うとともに，海域調整担当者との検討を継続し，調査航海の準備を進める．
可能な限り四国西部と九州東岸での電磁場観測を継続し，長期的SSE発生時の構造変化検知可能性を探る．既存の広帯域MT定常観測データのコンパイルを進め，ネットワークMTデータとあわせることで，構造決定精度の向上を図る．海底電磁気観測点の回収を行い，陸上データと合わせてスロー地震域を網羅する観測データを得る．それを用いた比抵抗構造の解析を進め，スロー地震域における間隙流体等の分布の解明を進める．
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[Presentation] 3D Electromagnetic Imaging of Fluid Distribution Below the Kii Peninsula, SW Japan Forearc: Implications for plate coupling, non-volcanic tremor and hot springs2018
Author(s)
Kinoshita, Y., Ogawa, Y., Ichiki, M., Fuji-ta, K., Yamaguchi, S., Umeda, K., Asamori, K.
Organizer
24th EM Induction Workshop
Int'l Joint Research
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[Presentation] Application of the PTIV 3-D inversion to the MT dataset obtained in the Oku-Aizu geothermal area2018
Author(s)
Uyeshima, M.,Hase, H., Siripunvaraporn, W., Okabe, T., Abe, Y., Tsuzuki, M.
Organizer
24th EM Induction Workshop
Int'l Joint Research
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[Presentation] A progress report on the subsurface electrical resistivity structure obtained from the Network-MT survey in the vicinity of area with a forthcoming slow slip event in the SW part of the Shikoku Island, SW Japan2018
Author(s)
Uyeshima, M., Hata, M., Ichihara, H., Yoshimura, R., Aizawa, K.
Organizer
24th EM Induction Workshop
Int'l Joint Research
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[Presentation] Dynamic Triggering of Low Frequency Tremor Unveiled by an OBS Array near the Japan Trench2018
Author(s)
Ohyanagi, S., K. Ohta, Y. Ito, R. Hino, Y. Ohta, R. Azuma, M. Shinohara, K. Mochizuki, T. Sato, and Y. Murai
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] 3-D Electrical Resistivity Structure Beneath a Graben with a Focus on Aso Caldera, Southwest Japan Subduction Zone2018
Author(s)
Hata, M., Uyeshima, M., Tanaka, Y., Hashimoto, T., Oshiman, N., Yoshimura, R.
Organizer
24th EM Induction Workshop
Int'l Joint Research
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[Presentation] NZ3D OBS experiment: Toward elucidating high-resolution plate boundary structure, offshore Gisborne, Hikurangi margin, New Zealand2018
Author(s)
Arai, R., S. Kodaira, R.L. Kellett, V.K. Stucker, D. Bassett, S.A. Henrys, K. Obana, N.L. Bangs, D.H.N. Barker, R.E. Bell, K. Mochizuki, S. Miura, B. Fry, and NZ3D team
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Along-strike variation of incoming plate to the Hikurangi seismogenic zone: results from Seismogenesis at Hikurangi Integrated Research Experiment (SHIRE)2018
Author(s)
Kodaira, S., G. Fujie, R. Arai, K. Obana, Y. Yamamoto, S. Miura, K. Mochizuki, Y. Nakatani, S.A. Henrys, D.H.N. Barker, Dan Bassett, J.T. Hillman, H.J. Van Avendonk, N.L. Bangs, and SHIRE Team,
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Frequent activity of shallow tectonic tremors in the southern margin of the 2011 Tohoku-Oki earthquake rupture area2018
Author(s)
Ohta ,K., Y. Ito, S. Ohyanagi, R. Hino, Y. Ohta, R. Azuma, M. Shinohara, K. Mochizuki, T. Sato, and Y. Murai
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Subduction structure of the Hikurangi Plateau, from travel-time inversion of OBS data, offshore of the Wellington region, the southern North Island, New Zealand2018
Author(s)
Mochizuki, K., S.A. Henrys, R. Sutherland, D.A. Okaya, T. Yamada, M. Shinohara, T. Iwasaki, H. Sato, R. Arai, G. Fujie, Y. Yamamoto, Y. Nakatani, S. Kodaira, D.H.N. Barker, D. Bassett, H.J. Van Avendonk, and N.L. Bangs
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Seismic Anisotropy and Vp/Vs Changes Measured on Ocean Bottom Seismometers Suggest Fluid Pressure Changes Occur With Slow Slip off the Hikurangi Margin, New Zealand2018
Author(s)
Savage, M.K., H.J. Zal, K. Jacobs, S. Mroczek, J. Yarce, E. Todd, H.R. Shaddox, J.S. Nakai, K.M. Graham, Y. Iwasaki, A.F. Sheehan, K. Mochizuki, S.Y. Schwartz, and S.C .Webb
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] The dynamics of shallow plate interface slip at the offshore Hikurangi subduction margin, New Zealand (Invited)2018
Author(s)
Wallace, L.M., P. Barnes, D.M. Saffer, S.A. Henrys, D.H.N. Barker, D. Bassett, F.C. Tontini, Y. Kaneko, Y. Ito, K. Mochizuki, S.C. Webb, K. Clark, U.A. Cochran, N.J. Litchfield, C.A. Williams Jr., S.M. Ellis, B. Fry, E. Todd, R.E. Bell, K.E. Petronotis, I.A. Pecher, L. LeVay, and IODP Expedition 372 and 375 Scientists,
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research / Invited
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