地球物理学的観測によるアジア北東地域のテクトニクスモデルの刷新

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25257204
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 高橋 浩晃 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30301930)
• 研究分担者: 宮町 宏樹 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (30182041) ; 蓬田 清 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70230844) ; 吉澤 和範 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70344463) ; 中尾 茂 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (90237214) ; 谷岡 勇市郎 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40354526) ; 大園 真子 山形大学, 理学部, 講師 (10623837)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 上部マントル構造 / プレート運動 / GNSS観測 / 広帯域地震観測 / ロシア極東 / 国際研究者交流

研究実績の概要

研究を開始するにあたりウラジオストクおよびカムチャツカ地域のロシア側共同研究者を招聘し関係する許認可の状況などを含めた研究打合せを実施した．2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動の現況とGNSS観測の現況について情報交換を実施し，地震時地殻変動に引き続き明瞭な余効変動が観測されている可能性が高いことが明らかになった．余効変動の時空間特性を把握するために切れ目なく着実なデータを取得することを目指すことになった．2011年東北沖地震のすべり角方向にあたるロシア極東沿海州地方においてGNSS機動観測を実施した．また，ハバロフスクの研究者も招聘し研究実施を合意することができた．
2013年5月にオホーツク海で発生した観測史上最大の深発地震についてGNSS観測点データの収集を開始した．IGS観測点については予備的解析を実施し，カムチャツカ半島からサハリンにかけての広い領域において地震時変動を検出することに成功した．断層モデルの推定も実施したが，深さ600kmの深い地震であり，いずれの節面でも地震時変位を説明可能であることが明らかになった．巨大深発地震が広域な地震時地殻変動を引き起こすことが観測データから初めて示され広域テクトニクスを検討する場合にはこれらの影響も考慮する必要性が示された．
地震学的構造を推定するために設置している広帯域地震観測網の安定的な運用を目指し，最も大陸内陸部にあるゼーヤ観測点のメンテナンスを実施した．また，アムールプレート境界域にあたり活発な地殻内地震活動がみられるサハリン南部の稠密地震観測網においても機器の調整を実施した．また，北海道北部のアムールプレート境界域で発生したスロー地震について解析を行った．

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

ロシア側関係機関との打合せにより国際共同観測の実施が確約された．ロシア極東に展開しているGNSS観測網の継続的運用が図られ，2011年東北地方太平洋沖地震以降のデータが着実に取得できており，日本列島からロシア極東域にかけての広域的な余効変動の時空間特性を明らかにする基礎データの蓄積が着実に進んだ．2013年5月に発生した巨大深発地震のデータもロシア側共同研究機関の協力で取得の目途がついており予察的な解析も実施された．広帯域地震観測網・稠密地震観測網についても引き続きの運用が担保され，機器のメンテナンスも順調に進捗していることから，着実なデータの蓄積が見込める．このように，研究遂行環境の整備とデータの蓄積が着実に進んでいることから，研究は計画通りに進捗していると判断する．

今後の研究の推進方策

GNSS観測を継続し2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動データを着実に取得する．より詳細な変動場をとらえるためGNSS等の機動観測を実施する．GNSSデータの予備解析を開始し余効変動の時空間特性について検討を開始する．粘弾性モデル化を実施するための各種パラメータや解析手法の検討を進める．地震観測についても着実にデータを取得し，上部マントル構造の推定に必要な波線の蓄積を図るとともに，データの整理と解析手法の検討を進める．

研究成果

• [雑誌論文] Volume change of the magma reservoir relating to the 2011 Kirishima Shinmoe-dake eruption;Charging, discharging and recharging process inferred from GPS measurements (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakao, S., Y. Morita, H. Yakiwara, J. Oikawa, H. Ueda, H. Takahashi, Y. Ohta, T. Matsushima, and M. Iguchi
  • 雑誌名: Earth Planets and Space 巻: 65 ページ: 505-513
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two-dimensional viscosity structure of the northeastern Japan islands' arc-trench system (2013)
  • 著者名/発表者名: Muto, J., B. Shibazaki, Y. Ito, T. Iinuma, M. Ohzono, T. Matsumoto, and T. Okada
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 ページ: 4604-4608
  • DOI: 10.1002/grl.50906
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging the source regions of normal faulting sequences induced by the 2011 M9.0 Tohoku-Oki earthquake (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, A, T. Igarashi, K. Obara, S. Sakai, T. Takeda, A. Saiga, T. Iidaka, T. Iwasaki, N. Hirata, K. Goto, H. Miyamachi, T. Matsushima, A. Kubo, H. Katao, Y. Yamanaka, T. Terakawa, H. Nakamichi, T. Okuda, S. Horikawa, N. Tsumura, N. Umino, T. Okada, M. Kosuga, H. Takahashi and T. Yamada
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 40 ページ: 273-278
  • DOI: 10.1002/grl.50104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shallow velocity structure beneath the Aira caldera and Sakurajima volcano as inferred from refraction analysis of the seismic experiment in 2008 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Miyamachi et al.
  • 雑誌名: Bull. Volcanol. Soc. Japan 巻: 58 ページ: 227-237
  • 査読あり
• [学会発表] 2013年5月24日オホーツク海巨大深発地震（Mw8.3）による地殻変動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋浩晃・大園真子・太田雄策
  • 学会等名: 日本測地学会
  • 発表場所: 国立極地研究所（立川市）
  • 年月日: 2013-10-29 – 2013-10-31
• [学会発表] 2012年北海道北部の群発地震に誘発された内陸スロースリップイベント？ (2013)
  • 著者名/発表者名: 大園真子, 高橋浩晃, 一柳昌義, 東龍介, 山口照寛, 山田卓司, 谷岡勇市郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-04-28 – 2013-05-02
• [学会発表] 東北日本弧不均質年弾性構造を考慮した東北沖地震の2次元余効変動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武藤潤, 芝崎文一郎, 大園真子, 矢部康男, 伊藤喜宏, 飯沼卓史, 松本拓己, 岡田知己
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-04-28 – 2013-05-02