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2016 Fiscal Year Annual Research Report

深海調査で迫るプレート境界浅部すべりの謎~その過去・現在

Research Project

Project/Area Number 26000002
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

日野 亮太  東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (00241521)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小平 秀一  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, 研究開発センター長 (80250421)
金松 敏也  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 (90344283)
篠原 雅尚  東京大学, 地震研究所, 教授 (90242172)
伊藤 喜宏  京都大学, 防災研究所, 准教授 (30435581)
Project Period (FY) 2014 – 2018
Keywords2011年東北地方太平洋沖地震 / 日本海溝 / 千島海溝 / プレート境界断層 / 高分解能地震波探査 / 古地震学 / 海底地震・地殻変動観測 / 津波地震
Outline of Annual Research Achievements

2011年東北地方太平洋沖地震で発生したのと同様なプレート境界断層浅部すべりイベントの過去の時空間分布と, すべり域における断層のすべり特性を解明するために, 日本海溝軸近傍の深海域において高分解能地震波探査, 海底堆積物調査, 長期地震・地殻変動観測を実施した. 今年度は, 日本海溝・千島海溝会合部付近で地震探査を実施したほか, 日本海溝全域を対象として堆積物調査を進めた. 海底地震・地殻変動観測については, 2011年の地震時すべりが大きかった日本海溝中部での観測に加え, 地震時すべりは小さかったが地震後のすべり活動が活発化している南部において, 地震・地殻変動観測網を構築した. 平成27年度に実施した地震探査の結果から, 沈み込む太平洋プレート上の堆積層の厚さの変化を日本海溝中南部において明らかにした. 日本海溝北部や千島海溝では, 厚い堆積層が沈み込んでおり、海溝陸側斜面下部には逆断層が見られる. 海溝軸の走向が変化する会合部においては, 地下構造の3次元的な不均質が大きい可能性が示された. これまで取得を続けてきた海底堆積物を分析した結果, 2011年に大きな地震時すべりが発生した38°N付近の南北100km程度の範囲では、この地震を含め過去の3回の大規模イベントに対応する堆積層が共通で見られることが明らかとなった. 2011年の地震発生に先行して発生した浅部すべりとそれに伴う微動活動に関する詳細な解析をすすめ, 2011年の地震に先行して, その震源の周辺でゆっくりすべりの連鎖が時空間的に発展して状況がより詳細に明らかとなった. また, ゆっくりすべりは, 2011年にも周期的に発生していた可能性があり, 2011年の地震を含め, 大地震はこうしたすべりの加速期に発生する傾向にあることが明らかとなった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

地震探査を実施する調査航海の日程が天候・海況不順の影響で大きく変更となったため, 当初予定より探査測線数が大幅に減ってしまった. 当初予定していた広域の海域をカバーして構造変化を解明することを優先し, 探査測線間隔を粗く変更して対応した. それでも, 海溝軸に沿った方向での海底下構造の大局的な変化が捉えられつつある. 堆積物調査・解析も, 浅部すべりイベントの履歴復元に向け順調に進んでおり, 特に今年度は海溝軸全域の広い範囲で地震履歴解析解析の上で, 良好な試料を得ることができた. 海底地震計データの解析手法の開発とその有効性の確認も当初計画の通り進んでおり, 現在進行中の観測データの解析にもとづき, 浅部すべり活動の現状についてもあらたな知見が得られつつある. 南部の海溝軸近傍での長期地震・地殻変動観測が開始できたことで, 2011年地震後の活動の時空間変化を捉えるための態勢も整った.

Strategy for Future Research Activity

本研究計画を立案した当初に想定したより, 調査航海日数が削減される傾向にあるため, 限られた日数を有効に活用して最大限の研究成果を挙げるように努めている. 海溝軸高分解能反射法探査は, 当初計画通りに調査海域を移しつつデータの取得が進んできている. H29年度には福島県~茨城県沖の日本海溝軸近傍で反射法探査を実施する予定で, これにより海溝軸近傍の断層分布や堆積層の変形様式や厚さなどが, 日本海溝の南北にわたってどのように変化しているかを把握することが可能となる. 堆積物調査・解析では, 日本海溝の南部から北部の広い範囲で試料が得られつつあるため, 来年度は日本海溝北部における浅部すべりの発生履歴の解明に必要な, 北海道沖において地震履歴調査を実施する. 2011年の浅部すべりの活動中心であった日本海溝中部での海底地震・地殻変動観測は平成29年度で終了し, 南部における地震・地殻変動観測を継続して実施する. これまでの中部における観測データの総合解析により, 2011年の浅部大すべり後の断層上での状態の把握に務めるとともに, 南部での観測データの一部を回収して, 活発な地震後地殻変動の背景にあると想定される, 多様な浅部すべり現象の検知を試みる.

  • Research Products

    (37 results)

All 2017 2016

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Coseismic slip model of offshore moderate interplate earthquakes on March 9, 2011 in Tohoku using tsunami waveforms2017

    • Author(s)
      Kubota, T., R. Hino, D. Inazu, Y. Ito, T. Iinuma, Y. Ohta, S. Suzuki, and K. Suzuki
    • Journal Title

      Earth Planet. Sci. Lett.

      Volume: 458 Pages: 241-251

    • DOI

      10.016/j.epsl.016.10.047

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Large fault slip peaking at trench in the 2011 Tohoku-oki earthquake2017

    • Author(s)
      Sun, T., T., K. Wang, T. Fujiwara, S. Kodaira, J. He
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8

    • DOI

      10.1038/ncomm14044

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spatial variability in sediment lithology and sedimentary processes along the Japan Trench : use of deep-sea turbidite records to reconstruct past large earthquakes2017

    • Author(s)
      Ikehara, K., K. Usami, T. Kanamatsu, K. Arai, A. Yamaguchi and R. Fukuchi
    • Journal Title

      In Scourse, E. M., Chapman, N. A., Tappin, D. R. & Wallis, S. R. (eds) Tsunamis : Geology, Hazards and Risks. Geological Society, London, Special Publications, 456.

      Volume: 456

    • DOI

      10.1144/SP456.9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seafloor observations indicate spatial separation of coseismic and postseismic slips in the 2011 Tohoku earthquake2016

    • Author(s)
      Iinuma, T., R. Hino, N. Uchida, W. Nakamura, M. Kido, Y. Osada, and S. Miura
    • Journal Title

      Nature Comm.

      Volume: 7

    • DOI

      10.1038/ncomms13506

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tsunami source uncertainty estimation : The 2011 Japan tsunam2016

    • Author(s)
      Dettmer, J. R. Hawkins, P. R. Cummins, J. Hossen, M. Sambridge, R. Hino, and D. Inazu
    • Journal Title

      J. Geophys. Res

      Volume: 121 Pages: 4484-4505

    • DOI

      10.1002/2015JB012764

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The great 1933 Sanriku-oki earthquake : reappraisal of the main shock and its aftershocks and implications for its tsunami using regional tsunami and seismic data2016

    • Author(s)
      Uchida, N., S. H. Kirby, N. Umino, R. Hino, T. Kazakami
    • Journal Title

      Geophys. J. Int

      Volume: 206 Pages: 1619-1633

    • DOI

      10.1093/gji/ggw234

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Documenting large earthquakes similar to the 2011 Tohoku-oki earthquake from sediments deposited in the Japan Trench over the past 1500 years.2016

    • Author(s)
      Ikehara, K., T. Kanamatsu, Y. Nagahashi, M. Strasser, H. Fink, K. Usami, T. Irino, G. Wefer
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 445 Pages: 48-56

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2016.04.009

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Remobilization of surficial slope sediment triggered by the A. D. 2011Mw 9 Tohoku-Oki earthquake and tsunami along the Japan Trench.2016

    • Author(s)
      McHugh, C. M., T. Kanamatsu, L. Seeber, R. Bopp, M. -H. Cormier, and K. Usami
    • Journal Title

      Geology

      Volume: 44 Pages: 391-394

    • DOI

      10.1130/G37650.1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 青森・十勝沖における高分解能反射法地震探査2017

    • Author(s)
      中村恭之・白井太朗・三浦誠一・小平秀一
    • Organizer
      ブルーアース2017
    • Place of Presentation
      日本大学(東京都・千代田区)
    • Year and Date
      2017-03-02
  • [Presentation] Micro low-frequency tremor near the Japan Trench before the Tohoku-Oki earthquake2016

    • Author(s)
      Katakami, S., Y, Ito, K. Ohta, R. Hino, S. Suzuki, M. Shinohara
    • Organizer
      米国地球物理学連合2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(米国)
    • Year and Date
      2016-12-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Detection of Shallow Slow Slip events on the Northern Hikurangi Margin using Ocean Bottom Pressure Recorders2016

    • Author(s)
      Muramoto, T. Y. Ito, D. Inazu, S. A. Henrys, L. Wallace, S. Bannister, K. Mochizuki, R. Hino, S. Suzuki
    • Organizer
      米国地球物理学連合2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(米国)
    • Year and Date
      2016-12-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Along-trench variations of the shallow megathrust zone in Tohoku2016

    • Author(s)
      Hino, R., S. Kodaira, T. Kanamatsu, M. Shinohara, Y. Ito
    • Organizer
      米国地球物理学連合2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(米国)
    • Year and Date
      2016-12-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatiotemporal variation in the postseismic deformation of the 2011 Tohoku-oki earthquake revealed by seafloor geodetic observations2016

    • Author(s)
      Tomita, F, M. Kido, Y. Ohta, R. Hino, T. Iinuma
    • Organizer
      米国地球物理学連合2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(米国)
    • Year and Date
      2016-12-14
    • Int'l Joint Research
  • [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, R. Azuma, R. Hino, T. Sato, T. Murai, H. Yakiwara
    • Organizer
      米国地球物理学連合2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(米国)
    • Year and Date
      2016-12-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristics of frictional properties' dependency on afterslip propagation speed2016

    • Author(s)
      Ariyoshi, K., T. Matsuzawa, A. Hasegawa, R. Hino, T. Hori
    • Organizer
      米国地球物理学連合2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(米国)
    • Year and Date
      2016-12-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Trial for Detecting the Temporal Variation in Seismic Velocity Accompanied by a Slow Slip Event, Using Seismic Interferometry of Ambient Noise2016

    • Author(s)
      Uemura, M., Y. Ito, K. Obara, R. Hino, M. Shinohara
    • Organizer
      米国地球物理学連合2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(米国)
    • Year and Date
      2016-12-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GPS/A観測によって捉えた2011年東北沖地震に伴う余効変動の時空間変化2016

    • Author(s)
      富田史章, 木戸元之, 太田雄策, 日野亮太, 飯沼卓史
    • Organizer
      日本地震学会2016年度秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-10-07
  • [Presentation] 日本海溝軸近傍で得られた高分解能反射法データに対する重合後深度マイグレーションの適用2016

    • Author(s)
      中村恭之・小平秀一・三浦誠一・山下幹也・藤江剛・尾鼻浩一郎
    • Organizer
      日本地震学会2016年度秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-10-06
  • [Presentation] 新たな日本海溝地震断層掘削に向けて : 海溝-アウターライズでの地下構造調査2016

    • Author(s)
      小平秀一, 中村恭之, 藤江剛, 尾鼻浩一郎, 三浦誠一, 冨士原敏也, 氏家恒太郎, James Morj, 森下知晃
    • Organizer
      日本地震学会2016年度秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-10-06
  • [Presentation] 2011年東北地方太平洋沖地震前後でのブレート境界断層の挙動2016

    • Author(s)
      日野亮太
    • Organizer
      日本地質学会123年学術大会
    • Place of Presentation
      日本大学(東京都・世田谷区)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Invited
  • [Presentation] 宮城-福島沖日本海溝軸近傍における高分解能反射法地震探査2016

    • Author(s)
      中村恭之・小平秀一・尾鼻浩一郎
    • Organizer
      日本地質学会123年学術大会
    • Place of Presentation
      日本大学(東京都・世田谷区)
    • Year and Date
      2016-09-11
  • [Presentation] Structural variation of input oceanic lithosphere linked with subduction zone behaviors2016

    • Author(s)
      Kodaira Shuichi, Fujie Gou, Obana Koichiro, Nakamura Yasuyuki, Miura Seiichi
    • Organizer
      Goldshmidt2016
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 東北日本における周期的スロースリップとプレート境界地震2016

    • Author(s)
      内田直希, 飯沼卓史, R. M. Nadeau, R. Burgmann, 日野亮太
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
    • Invited
  • [Presentation] Detecting a relative motion across the Japan Trench using precise acoustic ranging2016

    • Author(s)
      Yamamoto, R., R. Hino, M. Kido, Y. Ohta, Kubota, F. Tomita, K. Ohta, Y. Osada
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Foreshock activities before the 2011 Tohoku-Oki Earthquake2016

    • Author(s)
      Atnafu, D., R. Hino, R. Azuma, Y. Ohta, M. Shinohara, Y. Ito
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Spatial characteristics of postseismic deformation following the 2011 Tohoku-oki earthquake inferred from repeated GPS/Acoustic observations2016

    • Author(s)
      Tomita, F., M. Kido, Y. Ohta, R. Hino, T. Iinuma, Y. Osada
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Polarization evidence for the occurrence of shallow tremors in the Japan Trench subduction zone2016

    • Author(s)
      Ohta, K., Y. Ito, S. Katakami, R. Hino, S. Suzuki, M. Shinohara
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] The Great Sanriku-oki earthquake of 2 March 1933 : Source Characterization Based Regional and Far Field Information and Implications for Off-Trench Normal Faulting Tsunami Sources in Japan and Elsewhere2016

    • Author(s)
      Kirby, S., N. Uchida, E. Okal, R. Hino, N. Umino, A. Nishizawa
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Spatiotemporal changes in the b-value along the plate interface before and after the 2011 Tohoku earthquake constrained by ocean bottom seismic network : Post-Tohoku2016

    • Author(s)
      Nakatani, Y., K. Mochizuki, M. Shinohara, T. Yamada, H. Shiobara, R. Hino, R. Azuma, Y. Ito, Y. Murai, T. Sato, K. Uchira, T. Shimbo, H. Yakiwara, S. Kodaira, Y. Machida, K. Hirata, H. Tsushima
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Seismic monitoring in the northern source region of the 2011 Tohoku-oki earthquake by using long-term OBSs2016

    • Author(s)
      Shinohara, M., T. Yamada, K. Mochizuki, T. Akuhara, Y. Nakatani, H. Shiobara, Y. Murai, S. Hiratsuka, R. Hino, Y. Ohta, R. Azuma, T. Sato, Y. Ito, Y. Yamashita5, K. Nakahigashi, T. Teraoka, H. Yakiwara
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Amplitude changes of the seismic reflected phases from the plate interface before and after the 2011 Tohoku earthquake around its northern limit region as revealed by active seismic surveys2016

    • Author(s)
      Ishihara, K., K. Mochizuki, T. Yamada, M. Shinohara, Y. Yamashita, R. Azuma, R. Hino, T. Sato, Y. Murai, H. Yakiwara
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] 精密音響測距による日本海溝を挾んだ相対運動の検出2016

    • Author(s)
      山本 龍典、日野 亮太、木戸 元之、太田 雄策、久保田 達矢、富田 史章、太田 和晃、長田 幸仁
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Seismic observations using ocean bottom seismometer arrays off-shore Miyagi, northeast Japan2016

    • Author(s)
      Ohta, K., Y. Ito, R. Hino, Y. Ohta, R. Azuma, M. Shinohara, K. Mochizuki, T. Sato, Y. Murai
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] Seismological constraint on fault processes from trench axis to outer-rise in Japan Trench2016

    • Author(s)
      Kodaira Shuichi, Nakamura Yasuyuki, Fujie Gou, Obana Koichiro, Miura Seiichi
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] JTRACK : Trancking Tsunamigenic Slips Across and Along the Japan Trench2016

    • Author(s)
      小平秀一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-24
  • [Presentation] 余効すべり伝播速度に関する摩擦特性の依存性2016

    • Author(s)
      有吉 慶介、松澤 暢、長谷川 昭、日野 亮太、堀 高峰
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-23
  • [Presentation] Paleomagnetic secular variation of deep-sea sediment in Northeast Japan : challenge of dating of sedimentary sequence below CCD for paleoseismology in the rupture zone of 2011 Tohoku-oki earthquake2016

    • Author(s)
      Toshiya Kanamatsu, Kazuko Usami, Cecilia McHugh, Ken Ikehara
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会(国際セッション)
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-22

URL: 

Published: 2018-01-18  

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