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2016 年度 実績報告書

内陸地殻の強度と応力の解明

計画研究

研究領域地殻ダイナミクス ー東北沖地震後の内陸変動の統一的理解ー
研究課題/領域番号 26109002
研究機関東北大学

研究代表者

松澤 暢  東北大学, 理学研究科, 教授 (20190449)

研究分担者 伊藤 喜宏  京都大学, 防災研究所, 准教授 (30435581)
飯高 隆  東京大学, 地震研究所, 准教授 (00221747)
岡田 知己  東北大学, 理学研究科, 准教授 (30281968)
岩田 貴樹  常磐大学, コミュニティ振興学部, 准教授 (30418991)
行竹 洋平  神奈川県温泉地学研究所, その他部局等, 研究員 (20435853)
吉田 圭佑  東北大学, 理学研究科, 助教 (20743686)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード地殻応力 / 地殻強度 / 応力テンソルインバージョン / 地殻流体
研究実績の概要

予定どおり,本課題で強化された秋田県内と鳥取県西部で臨時地震観測網の観測を継続した.また,福島県南東部~茨城県北部および東北地方脊梁部での既存の臨時地震観測を継続した.経験的グリーンテンソルを用いた発震機構解の推定により過去のデータの解析を進め,また,現有のデータと通常の手法による発震機構解の解析も引き続き進めた.さらに,応力テンソルインバージョン手法の改良や,地震活動や誤差分布も考慮した新たな応力解析手法の開発も進めた.
その結果,東北地方の応力の主軸方向は,東北地方太平洋沖地震発生直後とその5年後でほとんど変化していないことが明らかになった.ただし,応力場の回転が見られた秋田県付近では,GPSから推定される歪レートの主軸の方向分布も,ほとんど変化していないため,応力場が戻らなくても良いという考え方も成立する.応力場がどのくらい不均質で,またどのくらいの差応力があったのかを推定するためには,応力場の推定におけるmisfitだけでなく,このような時間変化の追跡が極めて重要であることがわかった.
東北地方太平洋沖地震発生後に仙台市で生じた地震活動の詳細な震源分布を調べたところ,震源が多数の面状に分布し,中には非常に水平な断層面で発生している地震群があることがわかった.このような地震が起こるということは断層の強度が極めて小さいことを意味している.
鳥取県西部地震の余震域では高精度の震源分布とメカニズム解の分布から,ほとんどの余震は断層面外において,本震発生に伴う応力変化に起因して生じていることが明らかになった.
多数の発震機構解をデータとして応力場をベイズ的に推定する新しい手法を開発した.2000年鳥取県西部地震の余震にこの手法を適用して応力場を推定した結果では,断層の端での応力場の回転が連続的に推定され,推定誤差を見ても高い精度で応力場が推定されていることがわかる.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

秋田県内,鳥取県西部,福島県南東部~茨城県北部,および東北地方脊梁部での観測を予定どおり実施し,また手法の改良や過去のデータ解析も予定通り行った.これにより,東北地方太平洋沖地震発生直後に見られていた応力場の回転は5年後も継続していることや,鳥取県西部地震の余震は一見,断層面に沿って発生しているように見えるが詳細に解析すると断層面外で発生しているものが多いということがわかるなど,新たな知見が得られた.また,仙台市の地震活動の震源分布から,断層の強度が低いという新たな証拠が得られた.さらに,初動の押引分布データから,信頼度の高い応力分布を得ることができる新しい手法の開発に成功した.
以上から,本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した.

今後の研究の推進方策

今回の成果により,応力の詳細な空間変化のみならず,その時間変化を調べて歪レート分布と比較することが,大地震発生前の応力場の推定に極めて重要であることがわかったので,そのような観点からも研究を進める.
また,多数のメカニズム解を得ると同時に,詳細な震源分布を推定することによっても強度の情報が得られることがわかったので,このような詳細な震源分布を他の地域でも推定する.
さらに,多数のメカニズム解から応力場を高信頼度で推定する手法の開発に成功したので,この手法を様々な地域に応用して,詳細な応力分布を推定していくと同時に,さらなる改良を続けていく.

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 10件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カリフォルニア大学バークレー校
  • [国際共同研究] オタゴ大学/ヴィクトリア大学ウェリントン校(ニュージーランド)

    • 国名
      ニュージーランド
    • 外国機関名
      オタゴ大学/ヴィクトリア大学ウェリントン校
  • [雑誌論文] Variation in high-frequency wave radiation from small repeating earthquakes as revealed by cross-spectral analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama, N., N. Uchida, T. Matsuzawa, T. Okada, J. Nakajima, T. Matsushima, T. Kono, S. Hirahara, and T. Nakayama
    • 雑誌名

      Geophys. J. Int.

      巻: 207 ページ: 1030-1048

    • DOI

      10.1093/gji/ggw313

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heterogeneous mantle anisotropy and fluid upwelling: Implication for generation of the 1891 Nobi earthquake2016

    • 著者名/発表者名
      Iidaka, T, Y. Hiramatsu, The Research Group for the Joint Seismic Observations at the Nobi Area
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 68 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0540-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous stress state of island arc crust in northeastern Japan affected by hot mantle fingers2016

    • 著者名/発表者名
      Shibazaki, B., T. Okada, J. Muto, T. Matsumoto, T. Yoshida, and K. Yoshida
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Solid Earth

      巻: 121 ページ: 3,099-3,117

    • DOI

      10.1002/2015JB012664

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal variation of frictional strength in an earthquake swarm in NE Japan caused by fluid migration2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., A. Hasegawa and T. Yoshida
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Solid Earth

      巻: 121 ページ: 5,953-5,965

    • DOI

      10.1002/2016JB013022

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stress rotations due to the M6.5 foreshck and M7.3 mainshock in the 2016 Kumamoto, SW Japan, earthquake sequence2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., A. Hasegawa, T. Saito, Y. Asano, S. Tanaka, K. Sawazaki, Y. Urata, E. Fukuyama
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 43 ページ: 10,097-10,104

    • DOI

      10.1002/2016GL0705812

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of temporal changes in seismic velocity caused by volcanic activity in and around Hakone volcano, central Japan, using ambient seismic noise records2016

    • 著者名/発表者名
      Yukutake, Y., T. Ueno, K. Miyaoka
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40645-016-0106-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Slow slip near the trench at the Hikurangi subduction zone, New Zealand2016

    • 著者名/発表者名
      Wallace, L., S. Webb, Y. Ito, K. Mochizuki, R. Hino, S. Henrys, S. Schwartz, and A. Sheehan
    • 雑誌名

      Science

      巻: 352 ページ: 701-704

    • DOI

      10.1126/science.aaf2349

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A Bayesian approach to estimate a spatial stress pattern from P-wave first motion polarities2016

    • 著者名/発表者名
      Iwata, T.
    • 学会等名
      AGU 2016 Fall Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Velocity- and slip-dependent weakening on the Tohoku plate boundary fault: shallow coseismic slip facilitated by foreshock afterslip2016

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y., M. Ikari, K. Ujiie, and A. Kopf
    • 学会等名
      AGU 2016 Fall Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 国際学会
  • [学会発表] How to use slow earthquakes: Monitering and exploiting slow earthquakes to megathrust event2016

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y.
    • 学会等名
      RAUGM 2016
    • 発表場所
      プエルトバヤルタ(メキシコ)
    • 年月日
      2016-11-01
    • 国際学会
  • [学会発表] P波初動データに基づく応力テンソルの空間パターン推定2016

    • 著者名/発表者名
      岩田貴樹
    • 学会等名
      日本地震学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-07
  • [学会発表] 応力場の時間変化に基づく御獄火山のモニタリング2016

    • 著者名/発表者名
      寺川寿子・山中佳子・前田裕太・堀川信一郎・松廣健二郎・奥田隆
    • 学会等名
      日本地震学会2016秋季大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-06
  • [学会発表] 稠密地震観測で求めた、東北沖地震後の内陸誘発地震のメカニズム解2016

    • 著者名/発表者名
      岡田知己・中山貴史・平原聡・堀修一郎・佐藤俊也・松澤暢・長谷川昭・吉田圭佑・2011年東北地方太平洋沖地震合同余震観測グループ
    • 学会等名
      日本地震学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-05
  • [学会発表] 東北沖地震で誘発された山形-福島県境群発地震の震源域における 応力降下量およびb値の時間変化と摩擦強度2016

    • 著者名/発表者名
      吉田圭佑・齋藤竜彦・浅野陽一・長谷川昭
    • 学会等名
      日本地震学会2016年大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-05
  • [学会発表] A statistical approach to estimate a spatial stress pattern from P-wave first motion polarity data : its development and a numerical simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Iwata, T.
    • 学会等名
      Crustal Dynamics 2016
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Strategy to evaluate the stress in the crust2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuzawa, T.
    • 学会等名
      Crustal Dynamics 2016
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise focal mechanisms of the induced earthquake swarm by the 2011 Tohoku-Oki earthquake by a dense seismic observation2016

    • 著者名/発表者名
      Okada, T., T. Nakayama, S. Hirahara, S. Hori, T. Sato, and T. Matsuzawa
    • 学会等名
      Crustal Dynamics 2016
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal stress changes at Mt. Ontake volcano2016

    • 著者名/発表者名
      Terakawa, T.
    • 学会等名
      Crustal Dynamics 2016
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress and strength heterogeneities and its relationship with induced seismic activities associated with the Tohoku-Oki Earthquake2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., A. Hasegawa, and T. Matsuzawa
    • 学会等名
      Crustal Dynamics 2016
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] S-wave anisotropy in the crust of east Japan before and after the 2011 Tohoku-oki earthquake2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., A. Hasegawa, T. Okada, J. Nakajima, and Group for Aftershock Observations of the 2011 Tohoku-Oki Earthquake
    • 学会等名
      Crustal Dynamics 2016
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between mainshock rupture and aftershock sequence based on highly resolved hypocenter, focal mechanism distributions2016

    • 著者名/発表者名
      Yukutake, Y., and Y. Iio
    • 学会等名
      Crustal Dynamics 2016
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 2016年熊本地震における、3つのM6または7クラスの地震に伴うb値変化2016

    • 著者名/発表者名
      岩田貴樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-25
  • [学会発表] 応力場の時間変化に基づく御獄火山のモニタリング2016

    • 著者名/発表者名
      寺川寿子・加藤愛太郎・前田裕太・山中佳子・堀川信一郎・松廣健二郎・奥田隆
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-25
  • [学会発表] 中央構造線の活動のモデル化に向けた西南日本の応力方向の詳細な空間分布の推定2016

    • 著者名/発表者名
      吉田圭佑・福山英一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-25
  • [学会発表] 2016年熊本地震震源域周辺の応力場2016

    • 著者名/発表者名
      吉田圭佑・長谷川昭・齊藤竜彦・浅野陽一・田中佐千子・澤崎郁・浦田優美・福山英一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-25
  • [学会発表] 東北日本の応力不均質と2011年東北沖地震による誘発地震活動2016

    • 著者名/発表者名
      吉田圭佑・長谷川昭・松澤暢
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-24
  • [学会発表] P波初動データを用いた応力空間パターン推定手法の開発:予備的な数値実験2016

    • 著者名/発表者名
      岩田貴樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-23
  • [学会発表] 2015年箱根火山水蒸気噴火に伴い観測された連続微動2016

    • 著者名/発表者名
      行竹洋平・本多亮・原田昌武・道家涼介・齊藤竜彦・上野友岳・酒井慎一・森田裕一
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-23
  • [学会発表] Two effects of slow earthquakes on large megathrust earthquakes: Triggering and facilitating of coseismic slip2016

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y., and M. Ikari
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
  • [学会発表] Effect of stress and fluid pressure change on shallow earthquake swarm induced by the 2011 Tohoku-Oki earthquake inferred from dense seismic observation2016

    • 著者名/発表者名
      Okada, T., T. Nakayama, S. Hirahara, S. Hori, T. Sato, and T. Matsuzawa
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
  • [備考] 地殻ダイナミクス

    • URL

      http://cd.dpri.kyoto-u.ac.jp/

  • [学会・シンポジウム開催] International Symposium Crustal Dynamics 2016: Unified Understanding of Geodynamic Processes at Different Time and Length Scales2016

    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-07-19 – 2016-07-22

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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