「深層地下水変動観測システム」で宮城県沖大地震の前兆を捉える研究

• 研究課題/領域番号: 23340150
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地質学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大槻 憲四郎 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (70004497)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 採択後辞退 (2014年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2011年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: 地震 / 地下水変動 / 水位 / 水温 / ラドン / 炭酸ガス / 前兆変動 / 深層地下水変動 / 地震の前兆 / 3.11巨大地震 / 4.11いわき地震 / 体積歪変化 / 岩手宮城内陸地震 / 東北地方太平洋沖巨大地震 / いわき地震

研究概要

3.11巨大地震の大余震、誘発内陸地震、アウターライズ地震などに伴う深層地下水変動を観測するため、岩手県一関市厳美町やびつ温泉の自噴井ではラドンと炭酸ガスの濃度変化を、宮城県登米市南方上沼崎の650m孔井と同県東松島市矢本町大塩の1010m孔井では水温と水位の変化を、茨城県高萩市上手綱の623m自噴井ではラドンと炭酸ガスの濃度および水温変化を、筑波大学構内の孔井では水位のみを継続観測した。余震等の地震の頻度は次第に低下してきており、この間に顕著な地下水変動を伴うような大きな地震は発生しなかった。
いわき地震（2011年4月11日、M.7）の余震に関しては、臨時水位観測を実施して興味深い結果を得たことを昨年度に報告した。余震の頻度は低下し続けていたが、2013年9月20日に久しぶりに前兆変動が期待されるような大き目の余震（M5.9）が発生した。すでに臨時観測は終了していたため、この余震に伴う水位変動を取り逃がした。そこで、遅ればせながら2013年10月1日から臨時観測を再開し、2014年2月21日に終了した。しかし、この間に顕著な水位変動を伴う余震は発生しなかった。
3.11巨大地震に伴う地下水変動観測結果を解析し、論文として公表する計画であったが、まだ行っていないので近い将来に実行する。
不均質すべり面上での震源核形成に関わる実験をガス圧変形試験機で行う計画であった。すべり面を跨いで貼ったひずみゲージですべりを精度良く測定できるように試料を四角柱に近い形に変え、それに伴ってアンビルの形状も改良した。計測器を8チャンネルから10チャンネルに増強し、サンプリングレイトも5MHzにグレードアップした。

現在までの達成度 (区分)

理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Frequency -magnitude distribution of -3.7 < Mw <1 mining-induced earthquakes around a mining front and b value invariance with post-blast time (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoi, M., M. Nakatani, S. Horiuchi, Y. Yabe, J. Philipp, T. Kgarume, G. Morema, S. Khambule, T. Masakale, L. Ribeiro, K. Miyakawa, A. Watanabe, K. Otsuki, H. Moriya, O. Murakami, H. Kawakata, N. Yoshimitsu, A. Ward, R. Durrheim, and H. Ogasawara
  • 雑誌名: Pure and Applied Geophysics 巻: 1 号: 10 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1007/s00024-013-0721-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2011年4月11日福島県いわき市付近で発生した地震（M7）の余震に伴う地下水位変動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大槻憲四郎
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 118 号: 11 ページ: 695-708
  • DOI: 10.5575/geosoc.2012.0047
  • NAID: 130003363878
  • ISSN: 0016-7630, 1349-9963
  • 年月日: 2012-11-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] 宮城県沖大地震の前兆を捉えるための深層地下水変動研究： (2011)
  • 著者名/発表者名: 鹿島雄介, 南須原美恵, 中村隆志, 山内 常生, 大槻憲四郎
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 117 号: 8 ページ: 451-467
  • DOI: 10.5575/geosoc.117.451
  • NAID: 130001271457
  • ISSN: 0016-7630, 1349-9963
  • 年月日: 2011-08-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric potential changes associated with nucleation of stick-slip of simulated gouges (2011)
  • 著者名/発表者名: Kumi Onuma, Jun Muto, Hiroyuki Nagahama & Kenshiro Otsuki
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 502 号: 3-4 ページ: 308-314
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2011.01.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] 宮城県の地質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大槻憲四郎・永広昌之・布原啓史
  • 雑誌名: 大地(東北地質調査業協会誌) 巻: No.51 ページ: 3-16
• [学会発表] 断層面の不均質性の性質；断層帯のフラクタル幾何からの帰結 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大槻憲四郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] 階層的にフラクタルな断層帯の進化と地震 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大槻憲四郎
  • 学会等名: 日本地質学会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 2011年東日本太平洋沖地震にともなう深層地下水変動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大槻憲四郎
  • 学会等名: 日本地質学会大118年学術大会
  • 発表場所: 茨城大学
• [学会発表] 2012, 2011年4月11日いわき地震（M7）の余震に伴う地下水位変動
  • 著者名/発表者名: 大槻憲四郎
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] 断層帯の階層的フラクタル幾何の普遍則：地震の多様性を支配する鍵
  • 著者名/発表者名: 大槻憲四郎
  • 学会等名: 日本地質学会大119年学術大会
  • 発表場所: 大阪府立大学