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2017 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, 人間科学部, 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

M9.0の2011年東北地方太平洋沖地震(以後,「東北沖地震」と呼ぶ)の発生後に発震機構解の回転が検出された秋田県内とM7.3 の横ずれ断層型地震が2000 年に発生した鳥取県西部での臨時地震観測網による観測を継続した.鳥取県西部については,B01(構造班)と共同で稠密地震観測を行った.また,2011 年にM7.0 の正断層型地震が発生した福島県南東部~茨城県北部およびM7.2 の逆断層型地震である2008 年岩手宮城内陸地震が発生した東北地方脊梁部での臨時地震観測を継続した.
東北沖地震発生直後に,秋田県内で応力場が回転したように見えたが,それから5年以上経過した後も,応力場の主軸方向は変化していないことが,誤差評価も考慮したうえで確定的となった.この付近では北東-南西方向に短縮する余効変動が継続しており,このような余効変動が続いている間は弾性的な応力がかかり続けることになるので,当初予想していた以上に長期に渡って応力場が回転したままである可能性が高いことがわかってきた.
一方,東北沖地震発生後に活発化した山形-福島県境付近の群発的地震活動は,当初はほとんど余震がつかず,また,高精度の震源再決定を行った結果,震源分布がいくつもの傾いた面状に分布し,この面は発震機構解の一つの節面と走向・傾斜がほぼ一致していて,また活動は深部から浅部に移動していったことがわかった.このことから,この活動は地下深部からの流体の上昇に伴って発生した可能性が高いと考えられる.
多数の地震の押引き分布から応力場の空間分布をベイズ的に推定する新しい手法の開発に成功し,国際誌に出版した.今後,応力場の時空間変化の推定に威力を発揮すると期待される.

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臨時地震観測を予定通り実施し,手法の改良や過去のデータの解析も予定通り実施した.これにより,秋田県内の特異な応力場が,東北沖地震後5年以上たっても継続していることが明らかになり,また,仙台市や山形-秋田県境付近で東北沖地震後に発生して群発地震の解析から,これらは流体が深部から上昇してくる過程で生じた可能性が高いことを明らかにした.さらに,様々な地震の多数の余震を用いて応力を推定した結果,差応力が数十MPa程度しかないことが,次々と明らかになって来ている.また,計画時に提案していた,不均質な応力場を高信頼度で推定する新しい手法が完成して論文として出版された.
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

地震発生域の差応力が数十MPaとかなり小さいことが明らかになって来ており,また低強度の原因として高間隙圧の可能性が高いことも,様々な証拠から明らかになって来ている.一方で,歪レート分布から期待される弾性的応力レート分布の不均質性が無視できないこともわかってきた.来年度は最終年度にあたるため,本研究で得られた応力場の情報,B03班から得られる地殻流体の分布,A02班から推定される地殻の変形の情報およびB01班から得られる構造の情報等とB02班で行われている変形実験の結果とを比較し,C01班で構築されるモデルに結びつけて,地殻の応力と強度の分布および内陸地震の発生原因を明らかにしていくることが重要である.

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 1件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 12件、 招待講演 5件) 備考 (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] Complex microseismic activity and depth-dependent stress field changes in Wakayama, southwestern Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda, S., T. Matsuzawa, S. Toda, K. Yoshida, and H. Katao
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 70 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-018-0788-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] P-wave attenuation in the Pacific slab beneath northeastern Japan revealed by the spectral ratio of intraslab earthquakes2018

    • 著者名/発表者名
      Shiina,T., J. Nakajima, and T. Matsuzawa
    • 雑誌名

      Earth Planet. Sci. Lett.

      巻: 489 ページ: 37-48

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2018.02.032

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prestate of stress and fault behavior during the 2016 Kumamoto earthquake (M 7.3)2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, S., Y. Yamashita, M. Nakamoto, M. Miyazaki, S. Sakai, Y. Iio, H. Shimizu, K. Goto, T. Okada, M. Ohzono, T. Terakawa, M. Kosuga, M. Yoshimi, and Y. Asano
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 45 ページ: 637-645

    • DOI

      10.1002/2017GL075725

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Bayesian approach to estimating a spatial stress pattern from P-wave first-motions2018

    • 著者名/発表者名
      Iwata, T.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Solid Earth

      巻: 123 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1002/2017JB015359

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrasonic wave accompanying a crack opening during the 2015 Hakone eruption2018

    • 著者名/発表者名
      Yukutake, Y, M. Ichihara, and R. Honda
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 70 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-018-0820-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sendai-Okura earthquake swarm induced by the 2011 Tohoku-Oki earthquake in the stress shadow of NE Japan: Detailed fault structure and hypocenter migration2018

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

      Tectonophysics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2017.12.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anelastic properties beneath the Niigata-Kobe Tectonic Zone, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, J., and T. Matsuzawa
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 69 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-017-0619-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Depth variations in seismic velocity in the subducting crust: Evidence for fluid-related embrittlement for intermediate-depth earthquakes2017

    • 著者名/発表者名
      Shiina, T., J. Nakajima, T. Matsuzawa, G. Toyokuni, and S. Kita
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 810-817

    • DOI

      10.1002/2016GL071798

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal variationof intermediate-depth earthquakes around the time of the M9.0 Tohoku-oki earthquake2017

    • 著者名/発表者名
      Delbridge, B. G., S. Kita, N. Uchida, C. W. Johnson, T. Matsuzawa, and R. Burgmann
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 3580-3590

    • DOI

      10.1002/2017GL072876

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Emergence and disappearance of interplate repeating earthquakes following the 2011 M9.0 Tohoku-oki earthquake: Slip behavior transition between seismic and aseismic depending on the loading rate2017

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama, N., N. Uchida, T. Matsuzawa, and W. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Solid Earth

      巻: 122 ページ: 5160-5180

    • DOI

      10.1002/2016JB013914

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seismic velocity structure in the source region of the 2016 Kumamoto earthquake sequence, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Shito, A., S. Matsumoto, H. Shimizu, T. Ohkura, H. Takahashi, S. Sakai, T. Okada, H. Miyamachi, M. Kosuga, Y. Maeda, M. Yoshimi, Y. Asano, and M. Okubo
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 7766-7772

    • DOI

      10.1002/2017GL074593.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Receiver function images of the distorted Philippine Sea slab contact with the continental crust: Implications for generation of the 1891 Nobi earthquake (Mj 8.0)2017

    • 著者名/発表者名
      Iidaka T., T. Igarashi, A. Hashima, A. Kato, and T. Iwasaki
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 717 ページ: 41-50

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2017.07.010

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tidal response in shallow tectonic tremors2017

    • 著者名/発表者名
      Katakami, S., Y. Yamashita, H. Yakihara, H. Shimizu, Y. Ito, and K. Ohta
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 9699-9706

    • DOI

      10.1002/2017GL074060

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coseismic slip propagation on the Tohoku plate boundary fault facilitated by slip-dependent weakening during slow fault slip2017

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y., M. J. Ikari, K. Ujiie, and A. J. Kopf
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 8749-8756

    • DOI

      10.1002/2017GL074307

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coseismic slip model of offshore moderate interplate earthquakes on March 9, 2011 in Tohoku using tsunami waveforms2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., R. Hino, D. Inazu, Y. Ito, T. Iinuma, Y. Ohta, S. Suzuki, and K. Suzuki
    • 雑誌名

      Earth, Planet. Sci. Lett.

      巻: 458 ページ: 241-251

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2016.10.047

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analyzing the continuous volcanic tremors detected during the 2015 phreatic eruption of the Hakone volcano2017

    • 著者名/発表者名
      Yukutake, Y., R. Honda, M. Harada, R. Doke, T. Saito, T. Ueno, S. Sakai, and Y. Morita
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 69 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-017-0751-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Why do aftershocks occur? Relationship between mainshock rupture and aftershock sequence based on highly resolved hypocenter and focal mechanism distributions2017

    • 著者名/発表者名
      Yukutake, Y., and Y. Iio
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 69 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-017-0650-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporal changes in stress drop, frictional strength, and earthquake size distribution in the 2011 Yamagata-Fukushima, NE Japan, earthquake swarm, caused by fluid migration2017

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

      J. Geophys. Res. Solid Earth

      巻: 122 ページ: 10379-10397

    • DOI

      10.1002/2017JB014334

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3-D dynamic rupture simulations of the 2016 Kumamoto, Japan, earthquake2017

    • 著者名/発表者名
      Urata, Y., K. Yoshida, E. Fukuyama, and H. Kubo
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 69 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-017-0733-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overpressurized fluids drive microseismic swarm activity around Mt. Ontake volcano, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Terakawa, T.
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 69 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-017-0671-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 南海トラフ地震に関する地震学の現状2018

    • 著者名/発表者名
      松澤暢
    • 学会等名
      シンポジウム「南海トラフ巨大地震の広域被災に備える減災活動の現状と将来」
    • 招待講演
  • [学会発表] hree-dimensional seismic velocity structure beneath the northern South Island, New Zealand from dense seismic observation2017

    • 著者名/発表者名
      Okada, T., Y. Iio, S. Matsumoto, S. Bannister, S. Ohmi, S. Horiuchi, T. Sato, T. Miura, J. Pettinga, F. Ghisetti, and R. H. Sibson
    • 学会等名
      IAG-IASPEI 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic tomography in the northern South Island and the 2016 Kaikoura earthquake2017

    • 著者名/発表者名
      Okada, T., Y. Iio, S. Matsumoto, S. Bannister, S. Ohmi, S. Horiuchi, T. Sato, T. Miura, J. Pettinga, F. Ghisetti, and R. H. Sibson
    • 学会等名
      Geoscience society of New Zealand Annual Conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic waves triggering slow slip event on the pressure gauge records in the Hikurangi subducting margin2017

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y., Y. Kaneko, L. Wallace, S. Henrys, S. Webb, T. Muramoto, K. Ohta, K. Mochizuki, S. Suzuki, M. Kido and R. Hino
    • 学会等名
      AGU 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Slip-dependent weakening on shallow plate boundary fault in the Japan subduction zone: shallow coseismic slip facilitated by foreshock afterslip2017

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y., M. Ikari, K. Ujiie and A. Kopf
    • 学会等名
      EGU 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction between slow and fast slips in the Japan Trench: Prospect from near field ocean bottom seismic and geodetic observations2017

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y., S. Katakami, K. Ohta, M. Uemura, T. Muramoto, and E. S. M. Garcia
    • 学会等名
      SSA 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of a method to estimate spatial stress pattern from P-wave first motion data: an application to a real dataset2017

    • 著者名/発表者名
      Iwata, T.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] The spatial distribution of the stress ratio in the aftershock area of the 2000 Western Tottori Earthquake2017

    • 著者名/発表者名
      Iwata, T.
    • 学会等名
      IAG-IASPEI 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress field in the aftershock area of the 2000 Western Tottori Earthquake estimated by a Bayesian stress inversion analyzing P-wave first motion data2017

    • 著者名/発表者名
      Iwata. T.
    • 学会等名
      FSEF 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Heterogeneities of stress and strength and its relationship with induced seismic activities associated with the Tohoku-Oki earthquake2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., A. Hasegawa, and T. Matsuzawa
    • 学会等名
      SSA 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Details of hypocenter migration in the Yamagata-Fukushima border earthquake swarm probably caused by fluid pressure change after the 2011 Tohoku-Oki earthquake2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., and A. Hasegawa
    • 学会等名
      JpGU-AGU joint meeting 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Details of hypocenter migration of aftershocks of the 2011 Tohoku-Oki earthquake caused in the stress shadow probably due to the fluid pressure change2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., and A. Hasegawa
    • 学会等名
      FSEF 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Monitoring eruption activity using temporal stress changes at Mount Ontake volcano2017

    • 著者名/発表者名
      Terakawa,T., Y. Yamanaka, Y. Maeda, S. Horikawa, and T. Okuda
    • 学会等名
      IAG-IASPEI 2017
    • 国際学会
  • [備考] 地殻ダイナミクス

    • URL

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

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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