世界各地の特異な海溝-海嶺の深部地下構造と、微小地震から見た「活動のいま」の解明

• 研究課題/領域番号: 13373001
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 固体地球物理学
• 研究機関: 国立極地研究所 (2004); 北海道大学 (2001-2003)
• 研究代表者: 島村 英紀 国立極地研究所, 所長 (10011636)
• 研究分担者: 成瀬 廉二 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (10002099) ; 高波 鉄夫 (高波 鐡夫) 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60002177) ; 村井 芳夫 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40301931) ; 西村 裕一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20208226)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円); 2004年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2003年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2002年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円); 2001年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
• キーワード: 地震観測 / プレート境界 / 微小地震 / 海底地震計 / 海嶺 / 地下構造 / テクトニクス / 震源分布 / パタゴニア / フェゴ島 / スコシア・プレート / 南米プレート / 海底地震観測 / 大西洋中央海嶺 / プリューム / 北大西洋 / プレート / エアガン / スバルバール諸島 / クニポビッチ海嶺 / カリブ海 / 地球トモグラフィー

研究概要

本研究の目的は、プレートの誕生の場とプレートの沈み込みなどプレート境界の「いま」の活動(微小地震活動)と、その活動を可能にしている「舞台」(つまり地下構造)を解き明かすことであった。
地震活動や地下構造を詳しく調べるためは、その問題の現場に行き、受信器としての地震計を多数展開して自然地震観測を行ったり、人工地震(制御震源地震学)実験を行うのに勝る方法はない。こうして、毎年、世界各地で本研究を行ってきた。
世界のプレート境界のほとんどがある海底で、この種の研究をするためには、島村英紀らが196年代の終わりから四半世紀かかって開発した高感度で信頼性が高い海底地震計が必須であった。主としてこの海底地震計を使って、世界各地で4年間にわたる研究を行ってきた。
2001年度は、2回の大規模な海底地震観測を行った。ひとつはトルコのマルマラ海であり、もう一つはカリブ海である。2002年度の観測は北大西洋・北極海の大西洋中央海嶺とその周辺で海底地震計と人工震源を組み合わせて大規模な実験を行い、地下構造を探った。2003年度の観測は、ノルウェーの大西洋岸沖のノルウェー海で、やはり大規模な実験を行い大西洋の「歴史」や「現在」を解き明かす研究を行った。2004年度は、アルゼンチン国立南極研究所などとの共同研究を組織して、アルゼンチン南部のスコシアプレートの境界で継続的な自然地震観測を行って、プレート境界の現在のありさまや地震活動を解明した。
こうして4年間にわたって、世界各地で本研究を行って成功を収め、多くの科学的な成果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Lepine Refraction reflection seismic reconnaissance of the Lesser Antilles subduction zone (Guadeloupe and Martinique Islands). (2006)
  • 著者名/発表者名: Roux, E, Laigle, M, Sapin, M, Him, A, De Voogd, B., Charvis P., Hello, Y., Murai, Y., Nishimura, Y., Shimamura, H., Galve A.
  • 雑誌名: EGU, April 2006 General Assembly, Wien
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Elements of the Seismic Structure and Activity of the Lesser Antilles Subduction Zone (Guadeloupe and Martinique Islands) from the SISMANTILLES Seismic Survey. (2005)
  • 著者名/発表者名: Laigle, M., Roux, E., Sapin, M., Him, A., De Voogd, B., Charvis P., Hello, Y., Murai, Y., Nishimura, Y., Shimamura, H., Galve A., Lepine, J-C., Lebrun J.-F., Diaz, J., Gallart, J., Beauducel, F., Viode, J.-P.
  • 雑誌名: AGU, 2005 Fall Meeting (San Francisco)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crustal transect from the North Atlantic Knipovich Ridge to the Svalbard Margin west of Hornsund (2004)
  • 著者名/発表者名: Ljones, F.
  • 雑誌名: Tectonophysics 378 ページ: 17-41
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crustal transect from the North Atlantic Knipovich Ridge to the Svalbard Margin west of Hornsund. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ljones, E, Kuwano, A., Mjelde, R., Breivik, A., Shimamura, H., Murai, Y., Nishimura, Y.
  • 雑誌名: Tectonophysics 378 ページ: 17-41
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Seismic Structure and Activity of the North Anatolian Fault in the Sea of Marmara from the SEISMARMARA Leg1 Seismic Survey. (2004)
  • 著者名/発表者名: Becel, A., Charvis P., De Voogd, B., Galve, A., Him, A., Laigle, M., Lepine J.-C., Murai, Y., Ozalaybey, S., Sapin, M., Shimamura, H., Singh, S., Taymaz, T.
  • 雑誌名: AGU, 2004 Fall Meeting (San Francisco)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spatial relationship between recent compressional structures and older high-velocity crustal structures; Examples from the Voring Margin, NE Atlantic, and Northern Honshu, Japan. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R.
  • 雑誌名: Journal of Geodynamic 36 ページ: 537-562
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vp/Vs ratio along the Voring Margin, NE Atlantic, derived from OBS data : implications on lithology and stress field (2003)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R.
  • 雑誌名: Tectonophysics 369 ページ: 175-197
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crustal lineaments, distribution of lower crustal intrusives and structural evolution of the Voring Margin, NE Atlantic; new insight from wide-angle seismic models (2003)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R
  • 雑誌名: Tectonophysics 369 ページ: 199-218
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crustal structure and transform margin development south of Svalbard based on ocean bottom seismometer data (2003)
  • 著者名/発表者名: Breivik, A.J.
  • 雑誌名: Tectonophysics 369 ページ: 37-70
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regional and semi-regional modeling of wide-angle shear waves in OBS data from the Voring Basin, N. Nowray - a comparison (2003)
  • 著者名/発表者名: Digranes, P.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 55 ページ: 65-81
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Acquisition, processing and analysis of densely sampled P- and S-wave OBS-data on the mid-Norwegian Margin, NE Atlantic (2003)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 54 ページ: 1219-1236
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spatial relationship between recent compressional structures and older high-velocity crustal structures ; Examples from the Voring Margin, NE Atlantic, and Northern Honshu, Japan. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Iwasaki, T., Shimamura, H., Kanazawa, T., Kodaira, S., Raum, T., Shiobara, H.
  • 雑誌名: Journal of Geodynamics 36 ページ: 537-562
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Vp/Vs ratio along the Voring Margin, NE Atlantic, derived from OBS data : implications on lithology and stress field. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Raum, T., Digranes, P., Shimamura, H., Shiobara, H., Kodaira, S.
  • 雑誌名: Tectonophysics 369,Issues3-4 ページ: 175-197
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crustal lineaments, distribution of lower crustal intrusives and structural evolution of the Voring Margin, NE Atlantic ; new insight from wide-angle seismic models. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Shimamura, H., Kanazawa, T., Kodaira, S., Raum, T., Shiobara, H.
  • 雑誌名: Tectonophysics 369,Issues3-4 ページ: 199-218
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crustal structure and transform margin development south of Svalbard based on ocean bottom seismometer data. (2003)
  • 著者名/発表者名: Breivik, A.J., Mjelde, R., Grogan, P., Shimamura, H., Murai, Y., Nishimura, Y.
  • 雑誌名: Tectonophysics 369,1-2 ページ: 37-70
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regional and semi-regional modeling of wide-angle shear waves in OBS data from the Voring Basin, N. Nowray - a comparison. (2003)
  • 著者名/発表者名: Digranes, P., Mjelde, R., Kodaira, S., Shimamura, H., Kanazawa, T., Shiobara, H.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 55 ページ: 65-81
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Elements of structure at crustal scale under the Sea of Marmara from multichannel seismics of the SEISMARMARA survey. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hirn, A., Singh, S., Saatcilar, R., Laigle, M., de Voogd, B., Taymaz, T., Ozalaybey, S., Cetin, S., Becel, A., Vigner, A., Carton, H., Shimamura, H., Lepine, J.-C., Sapin, M., Charvis, P., Karabulut, H., Geli, L.
  • 雑誌名: EGS-AGU-EUG joint Assembly (Nice 2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Refraction and wide-angle reflection, examples of OBS velocity and depth-prolongation of vertical-reflection in Seismarmara. (2003)
  • 著者名/発表者名: Becel, A., Shimamura, H, Lepine, J.-C., Taymaz, T., Murai, Y., Charvis, P., Nishimura, Y., Yamada, A., Ozalaybey, S., Tan, 0., Yolsal, S., Laigle, M., Him, A., Singh, S., Geli, L., Karabulut, H.
  • 雑誌名: EGS-AGU-EUG joint Assembly (Nice 2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Refraction and Wide-Angle Reflection Studies by Use Of MCS and OBS in Marmara Sea, TURKEY (SEISMARMARA 2001) (2003)
  • 著者名/発表者名: H.Shimamura (ISV Sapporo), A.Becel (IPG Paris), J-C.Lepine (IPG Paris), T.Taymaz (ITU Istanbul), Y.Murai (ISV Sapporo), P.Charvis (IRD Azur), Y.Nishimura (ISV Sapporo), M.Laigle (IPG Paris), A.Hirn (IPG Paris), S.Ozalaybey (Tubitak-Mam, Gebze ), O.Tan (ITU), S.Yolsal (ITU), S.Singh (Geosciences Marines, Institut de Physique du Globe de Paris), L.Geli (Geosciences Marines, DRO/GM, Ifremer, Brest), H.Karabulut (Kandilli Observatory and Research Institute, Istanbul.)
  • 雑誌名: IUGG General Assembly (2003 July Sapporo) Session code : SS03 Date time : Monday, July 7 AM, Session room : Site A (Royton Sapporo), Room
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lower crustal seismic velocity-anomalies; magmatic underplating or sepentinized peridotite? Evidence from the Voring Margin, NE Atlantic (2002)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R.
  • 雑誌名: Marine Geophysical Researches 23 ページ: 125-145
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] possible Caledonide arm through the Barents Sea imaged by OBS data (2002)
  • 著者名/発表者名: Breivik, A.J.
  • 雑誌名: Tectonophysics 355 ページ: 67-97
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crustal structure of the southern part of the Voring Basin, mid-Norway margin, from wide-angle seismic and gravity data (2002)
  • 著者名/発表者名: Raum, T.
  • 雑誌名: Tectonophysics 355 ページ: 99-126
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Where do P-S conversion occur ? Analysis of OBS data from the NE Atlantic Margin (2002)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R.
  • 雑誌名: first break 20 ページ: 153-160
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Acquisition, processing and analysis of densely sampled P- and S-wave OBS-data on the mid-Norwegian Margin, NE Atlantic. (2002)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Timenes, T., Shimamura, H., Kanazawa, T., Shiobara, H., Kodaira, S., Nakanishi, A.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 54 ページ: 1219-1236
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Vp/Vs-ratios from the central Kolbeinsey ridge to the Jan Mayen basin, North Atlantic; implications for lithology, porosity and present-day stress field. (2002)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Aurvaag, R., Kodaira, S., Shimamura, H., Gunnarsson, K., Nakanishi, A., Shiobara, H.
  • 雑誌名: Marine Geophysical Researches 23 ページ: 125-145
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lower crustal seismic velocity-anomalies ; magmatic underplating or sepentinized peridotite? Evidence from the Voring Margin, NE Atlantic. (2002)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Kasahara, J., Shimamura, H., Kamimura, A., Kanazawa, T., Kodaira, S., Raum, T., Shiobara, H.
  • 雑誌名: Marine Geophysical Researches 23 ページ: 169-183
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A possible Caledonide arm through the Barents Sea imaged by OBS data. (2002)
  • 著者名/発表者名: Breivik, A., Mjelde, R., Grogan, P., Shimamura, H., Murai, Y., Nishimura, Y., Kuwano, A.
  • 雑誌名: Tectonophysics 355 ページ: 67-97
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crustal structure of the southern part of the Voring Basin, mid-Norway margin, from wide-angle seismic and gravity data. (2002)
  • 著者名/発表者名: Raum, T., Mjelde, R., Digranes, P., Shimamura, H., Shiobara, H., Kodaira, S., Haatvedt, G, Sorenes, N., Thorbjornsen, T.
  • 雑誌名: Tectonophysics 355 ページ: 99-126
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Where do P-S conversion occur? Analysis of OBS data from the NE Atlantic Margin, (2002)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Fjellanger, J.P., Raum, T., Digranes, P., Kodaira, S., Breivik, A, mamura, H.
  • 雑誌名: first break 20 ページ: 153-160
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crustal structure of the outer Voring Plateau, offshore Norway, from ocean bottom seismic and gravity data (2001)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 106 ページ: 6769-6791
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Three component OBS-data processing for lithology and fluid prediction in the mid-Norway margin, NE Atlantic (2001)
  • 著者名/発表者名: Berg, E.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 53 ページ: 75-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crustal structure of the outer Voring Plateau, offshore Norway, from ocean bottom seismic and gravity data. (2001)
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Digranes, P., Van Schaack, M., Shimamura, H., Shiobara, H.Kodaira, S., Naess, O., Sorenes, N., Vaagnes, E.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 106, B4 ページ: 6769-6791
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Three component OBS-data processing for lithology and fluid prediction in the mid-Norway margin, NE Atlantic. (2001)
  • 著者名/発表者名: Berg, E., Amundsen, L., Morton, A., Mjelde, R., Shimamura, H., Shiobara, H., Kanazawa, T., Kodaira, S., J.P.Fjellanger, J.P.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 53 ページ: 75-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Geological development of the Sorvestsnaget Basin, SW Barents Sea, from ocean bottom seismic, surface seismic and potential field data.
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R.
  • 雑誌名: Norwegian Journal of Geology (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Geological development of the Sorvestsnaget Basin, SW Barents Sea, from ocean bottom seismic, surface seismic and potential field data.
  • 著者名/発表者名: Mjelde, R., Breivik, A., Elstad, H., Ryseth, AE., Skilbrei, J.R., Opsal, J.G, Shimamura, H., Murai, Y., Nishimura, Y.
  • 雑誌名: Norwegian Journal of Geology (accepted)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Detailed microearthquake sutdy on the Tierra del Fiego, southern end of Argentina
  • 著者名/発表者名: Shimamura, Peretti, Febrer
  • 雑誌名: Geophysical Journal International (発表予定)
• [雑誌論文] Active plate boundary between South-American Plate and Scotia plate revealed by detailed microearthquake study.
  • 著者名/発表者名: Shimamura, Zakrajsek, Peretti, Febrer
  • 雑誌名: Tectonophysics (発表予定)
• [雑誌論文] Tectonic implications of seismicity in the Tierra del Fiego.
  • 著者名/発表者名: Shimamura, Naruse, Peretti
  • 雑誌名: Journal of Geodynamics (発表予定)
• [図書] ポケット図解 最新 地震がよ〜くわかる本 (2005)
  • 著者名/発表者名: 島村英紀
  • 総ページ数: 304
  • 出版者: 秀和システム
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 地震学がよくわかる---誰も知らない地球のドラマ (2002)
  • 著者名/発表者名: 島村英紀
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: 彰国社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shimamura, Mjelde, Ritzmann: "Sub-bottom structure of Voering Basin, Northern Norwegian Sea"Geophysical Journal International. (発表予定).
• [文献書誌] Mjelde, Murai, Shimamura: "On the detailed difference in the history of North Mid-Atlantic Ridge revealed by OBS study"Journal of Geodynamics. (発表予定).
• [文献書誌] Mjelde, Shimamura, Murai, Hirn: "Evolution of Voering Scarpment, revealed by a detailed structural study by use of OBS and airgun array"Tectonophysics. (発表予定).
• [文献書誌] Ritzmann, Shimamura, Mjelde: "On the process of flood basalt covering in the first stage of the birth of the Atlantic Ocean"Geophysical Journal International. (発表予定).
• [文献書誌] Lepine, Shimamura, Murai, Mjelde, Hirn: "Relation between seismicity, sub-bottom structure near northern Mid-At lantic Ridge"Journal of Geodynamics. (発表予定).
• [文献書誌] Shimamura, Mjelde, Nishimura: "Sub-bottom structure of Greenland Fracture Zone (GFZ) revealed by OBS"(発表予定).
• [文献書誌] Mjelde, Murai, Shimamura: "On the detailed difference in the spreading pattern and the history of Knipovich Ridge revealed by OBS study"(発表予定).
• [文献書誌] Murai, Brandsdottir, Shimamura, Mjelde: "Relation between seismicity, sub-bottom structure of the Knipovich Ridge"(発表予定).
• [文献書誌] Lepine, Shimamura, Murai, Mjelde, Hirn: "A comparison between the sub-bottom structure of Knipovich Ridge and mid Atlantic Ridge"(発表予定).
• [文献書誌] Mjelde, Shimamura, Nishimura, Murai: "Evolution of Greenland Fracture Zone, revealed by a detailed structural study by use of OBS and airgun array"(発表予定).
• [文献書誌] Mjelde, Shimamura, Murai, Hirn, Einarsson: "Fractuation of spreading in the Knipovich Ridge and its relation to the sub-bottom structure and magnetic lineations"(発表予定).
• [文献書誌] Shimamura, Him, Nishimura, Lepine, et.al.: "Seismic Activities of microearthquakes beneath Marmara Sea, Turkey, and its relation to the North Anatolian Fault"Journal of Geophysical Researches. (発表予定).
• [文献書誌] Him, Shimamura, , Murai, Lepine, et.al.: "Deep structure of Marmara Sea, Turkey, which was revealed by ocean-bottom and land seismographic observations"Tectonophysics. (発表予定).
• [文献書誌] Lepine, Shimamura, , Nishimura, Him, et.al.: "Seismic Activities of microearthquakes in the Antilles which were revealed by ocean-bottom and land seismographic observations"Journal of Geophysical Researches. (発表予定).
• [文献書誌] Lepine, Murai, , Nishimura, Him, Shimmaura et.al.: "Seismic tomography of the Marmara Sea, Turkey, made by a joint observation of 32 OBS and 160 land seismographs"Tectonophysics. (発表予定).
• [文献書誌] Him, Shimamura, , Murai, Lepine, et.al.: "Deep structure and tectonics of Antilles, Carribean, which were revealed by ocean-bottom and land seismographic observations"Science. (発表予定).
• [文献書誌] Lepine, Shimamura, , Murai, Nishimura, Him, et.al.: "The extension of the North Anatolian Fault into-Marmara Sea, Turkey"Journal of Geophysical Researches. (発表予定).