| 研究課題/領域番号 |
19H05596
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
日野 亮太 東北大学, 理学研究科, 教授 (00241521)
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| 研究分担者 |
内田 直希 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80374908)
篠原 雅尚 東京大学, 地震研究所, 教授 (90242172)
伊藤 喜宏 京都大学, 防災研究所, 准教授 (30435581)
飯沼 卓史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 研究員 (10436074)
中村 恭之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震発生帯研究センター), グループリーダー代理 (60345056)
金松 敏也 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門, 専門部長 (90344283)
池原 研 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 首席研究員 (40356423)
中田 令子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 特任技術研究員 (00552499)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| キーワード | 海溝型巨大地震 / スロースリップ / 津波地震 / 海底地震・地殻変動観測 / 深海底古地震学 |
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| 研究実績の概要 |
日本海溝沿いのプレート境界浅部で発生する各種の「ゆっくり地震」の活動実態を把握するために，S-netを含む定常観測網データの波形データベースを構築し，浅部すべり速度を反映する繰り返し地震の活動の詳細解析に着手した．S-netを補完する海底地震計による群列観測を日本海溝と千島海溝の会合部で開始し，日本海溝中北部で長期観測型海底地震計を実施した．過去に日本海溝南部で実施した群列観測の解析によりプレート境界浅部における低周波微動活動を検出した．海溝軸における海底間音響測距を開始したほか，GNSS-音響測距結合方式（GNSS-A）地殻変動観測のための海底基準局を新設した．無人機であるWave Gliderを用いたGNSS-A観測システムを開発・実海域試験を実施し，新システムにより海底地殻変動検出に十分な品質なデータが得られることを実証した．
日本海溝北部で過去に発生した中規模浅部すべりイベントの発生履歴を明らかにするため，深海底堆積層試料から地震イベント層を検出するために岩石磁気データが適用できるか，既存の試料による検討をすすめ，有効性を示す結果が得られた．津波地震の典型例である1896年三陸沖津波地震の地質学的痕跡の検出を目指して，三陸沖の海底堆積物コアについて，放射性セシウムと過剰鉛の測定及びバルク有機物を用いた放射性炭素年代測定を実施し，可能性のある堆積層を認識した．
浅部すべりの発生メカニズムの解明のため，日本海溝周辺の構造探査データの系統的な解析を進め，沈み込む太平洋プレート上の浅部構造の違いが2011年東北沖地震に伴う浅部すべりの広がりを制約した可能性があることを見出した．さらに，三陸沖北部で発生している自発的・周期的スロースリップと津波地震を対象とした地震発生サイクルシミュレーションに着手した.
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| 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
最近公開されたS-netの波形データに基づく繰り返し地震の抽出を試みたが，陸域定常観測点による抽出に比べて効率が低く，繰り返し地震の抽出法の改良を進めている．日本海溝最北部と中北部に続いて，2020年度より北部における海底地震計群列観測を開始するための準備が完了している．日本海溝北部の地殻変動観測網は2019年度に構築ずみで，地震計群列の展開により予定した総合観測網が完成する．無人機によるGNSS-A観測の実用性が検証できたことにより，従来より高い時間分解能で海底地殻変動データを取得できる見通しがたった．一方，過去の観測データを用いて低周波微動の検知と震源推定アルゴリズムの開発が進み，日本海溝南部での低周波微動の震源がプレート境界浅部に沿って推定されることが示された．
深海底堆積物試料の堆積年代の推定には，地磁気永年変化を反映した偏角・伏角のほか磁性鉱物の粒度や量といった物性の鉛直プロファイルの測定が有効であることが確かめられた．三陸沖日本海溝底と斜面域平坦面のコアの分析から1896年三陸沖津波地震に相当する可能性のある堆積層を認識した．堆積年代を詳細に決定するとともに，それらの堆積学的特徴を把握することで，津波地震堆積物の特徴を検討できると期待される．
2011年の東北沖地震で浅部すべりによる断層変位量が大きくなかった領域で得られた地下構造探査データの再解析が進み，すべり量の大小に相関する可能性がある構造上の特徴が明らかとなってきた．浅部すべりの発生過程の数値モデル構築においては，約4年周期で自発的なスロースリップを起こすが相互作用はしない不安定パッチを密に配置すると，スロースリップの発生間隔がやや短くなり，全パッチがほぼ同時にややゆっくり破壊するという現象も起きることが明らかとなるなど，断層上での摩擦パラメタが巨視的なすべり現象の特徴との対応関係が整理されつつある．
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度に海底地震・地殻変動の長期観測体制を構築する予定で，複数の調査研究航海の採択を受けていた．また，日本海溝沿いの巨大地震の発生履歴を解明するための大規模国際調査研究に参加する予定であった．しかし，新型コロナウイルスの感染拡大により，こうした調査観測航海が延期ないし中止となっている．蔓延が早期に沈静化すれば，代替の航海の確保に努め，海底地震観測網の早期構築を実現したい．これには，無人機を活用した海底地殻変動観測の実施も含まれる．しかし，今後の動向次第では，地震・地殻変動観測の計画は，大幅な見直しが必要となる可能性がある．
地震・地殻変動観測と深海底堆積物の試料採取の予定が立たないことから，当面は過去に得られたデータ解析・試料分析を重点的に進める．地殻変動観測のノイズ要因である海水中音速や海底水圧のゆらぎの特徴抽出による測定精度向上と定常観測とともに過去に実施した臨時地震観測データも活用した「ゆっくり地震」の活動実態に関する研究をすすめる．また，無人機システムの改良も継続して実施する．堆積物調査では，海底の表層に近い比較的新しい堆積物に着目して，これまでに採取された試料から津波地震に相当するイベント堆積層を同定するための分析をすすめる．
反射法地震探査データの解析では，データ処理に最新技術を適用して再解析することで，2011年東北沖地震時の大すべり域の終端部でのプレート境界およびその下に沈み込む堆積層内の詳細な構造の可視化をすすめる．地震発生サイクルの数値モデル化では，2019年度に続いて「ゆっくり地震」と「津波地震」が共存するサイクルの再現モデルの構築をすすめるとともに，完成しつつある日本海溝中～南部での地震サイクルモデルとの統合に向けた準備をすすめる．
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