研究課題
自然地震は遠くでしか観測できないため、震源で起こっている現象を明瞭に観察することができない。このため、南アフリカ金鉱山の地下2650mにおいて、加速度と歪を観測するための広帯域高分解能アレイを、震源から200m以下という至近距離に展開した。そして、(1)主破壊に先行する初期破壊が小地震(M<2)でも見られ、その継続時間は地震サイズに見合っており、また、(2)小地震の地震発生過程が、中・大地震とほぼ相似であることが確認された。(3)岩盤応力の大小は、b値やS波スプリッティングの差として明瞭に現れた。特筆すべきは、(4)観測網から約100mでM2の地震が発生し、数十個の前震がバーストへと推移して本震を迎え、活動が収束してゆく地震の一生が完全に捉えられたことである。そして、(5)岩盤の降伏が始まり主破壊後の応力緩和に終わる様が、b値や地震の震源パラメータの変化として鮮明に捉えられた。結果として、従来、起こっているであろうと予想されていながら、地表の自然地震観測では確認が困難であったことを、明瞭に確認することができた。南ア金鉱山では、広帯域高分解能の地震観測波形から岩盤応力状態や地震の準備過程を理解しようとするノウハウが蓄積・構築されつつあるため、日本の伊豆半島東方沖群発地震にその手法を適用したところ、大きなイベントに先立つ岩盤応力の顕著な低下を見出すことができた。さらに、南アフリカ金鉱山内で、M3級の地震の発生が期待される断層上に、3成分歪計を埋設し25Hz24bit連続観測することによって、地震計では観測できないほどゆっくりした地震の準備過程から、地震波を放出する高速破壊過程に至るまでの全過程を、さらに克明に観察するという世界初の試みを立ち上げることができた。
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