活 断層・火山 研 究部門

Research Institute of Earthquake and Volcano Geology

NEWS
LETTER

2024 年

6 月号

IEVG ニュースレター
Vo l . 1 1 N o . 2[ 研究現場紹介 ]温泉水を用いた深部流体の研究
森川徳敏・東郷洋子・高橋浩・中村仁美・清水

徹・新谷

毅・風早康平

深部流体研究グループでは，日本列島の地下深部

るものもあります．私たちは，温泉水などの化学分から湧き上がる流体の成因・流動状態を解明するた析より，この地表付近まで上昇してきた深部流体をめ，地下水，温泉水，温泉ガス，火山岩などの地球検出し，どのような場所で表層付近までこの流体が化学的な調査や，鉱物脈・流体包有物などの調査を上昇しているかを研究しています．

行っています．沈み込む海洋プレート内の間隙水

深部流体が地表に湧出しているところでは，河床や，含水鉱物として存在する水は，沈み込みとともが赤褐色になっており（写真 1（a）），ところによっに排出され，日本列島の地下深部に供給されていまてはこの赤褐色の河床付近で泡状のガスが湧き上す．「深部流体」とは，この海洋プレートに由来し，がっています（写真 1（b））．これは，CO2 ガスが深部から上昇してくる水を指します．

水とともに上昇していることを示しています．赤い

深部流体は，マントル物質の溶融を引き起こし，

色の原因は周辺岩盤中の鉄が酸化され加水分解をマグマとともに上昇したり，非火山地域において起こして析出した，水酸化鉄あるいは，含水酸化鉄

は，マグマを介さずに多量のガスを含んだ塩分濃度

です．

の高い水の状態で断層や構造線を通して表層付近

深部流体は，このように自然湧出しているだけでまで上昇したりします（図 1）．私たちが普段親しなく，温泉掘削井戸などからくみ上げられる水からんでいる温泉の中には，この深部流体が含まれていも検出できます．写真 1（c, d）のように沸騰した

Contents

01

研究現場紹介

05

海外滞在記

08

学会報告

10

新人研究紹介断層帯の進化 …… 大橋聖和

16

新人研究紹介Ｘ線ＣＴデータを用いた透水シミュレーション …… 片桐 淳

20

新人研究紹介地球化学的解析から読み解く大阪平野の３次元広域地下水流動 ……新谷 毅

温泉水を用いた深部流体の研究 …… 森川徳敏・東郷洋子・高橋 浩・中村仁美・清水 徹・新谷 毅・風早康平
チューリッヒからの在外研究報告 その２ …… 岩橋くるみ

アメリカ地震学会（SSA）参加報告 …… 矢部 優

26 リサーチアシスタントの紹介
29 外部委員会活動報告 2024 年 4 月～5 月

1

研究現場紹介

熱水が多量の温泉ガスとともに汲み上げられてい測定には，それぞれの化学成分に応じた分析機器がます．有馬温泉でも，赤褐色の析出物が周囲に見ら用いられます（写真 3）．深部流体研究グループでは，れます（写真 1（c））．通常，温泉は，降水起源の

主要溶存イオン，水の水素・酸素同位体，炭素同位水や海水が地温や火山ガス・マグマの熱などで温め

体，希ガス同位体や，ヨウ素・臭素などのハロゲンられたものが多いのですが，有馬温泉のように周囲

元素，希土類元素などを分析しています．これらのに火山がないところでも深部流体の混入が顕著で機器を用いて日本全国の温泉調査とその分析によ高温となった温泉もあります．また，有馬温泉のより精度の良い化学・同位体データを生産し，膨大なうに顕著ではありませんが，日本全国の温泉を調べ

温泉の化学データを整備しています．

てみると，様々な地域で深部流体の上昇がみられる
ことがわかってきました．

現 在， 地 質 標 本 館 で は 深 部 流 体 の 研 究 成 果 を
ま と め た 特 別 展「 プ レ ー ト テ ク ト ニ ク ス が つ く

野外調査では，この赤褐色の湧水などを手掛かりる なぞの温泉『深部流体』」を 9 月 1 日まで開催

として自然湧出している箇所を探し出し，水を採取

中 で す（ 写 真 4：https://www.gsj.jp/Muse/exhibition/

し，湧出量を現場で観測します（写真 2（a, c））．ガ

archives/2024/2024_cruﬂuid.html）． 展 示 で は， 日 本

スの湧出・噴出が確認されるところでは，ガス試料

全国の温泉の泉温・pH・塩分濃度の分布から，深も採取します（写真 2（b））．私たちは，地表に湧出部流体検出のための指標の紹介，火山岩を用いたマしている温泉だけでなく，（こちらの方が圧倒的にグマ中の深部流体の起源，鉱物脈を用いた過去の深多いのですが，）掘削した井戸より自噴している温部流体上昇の痕跡などをパネルで紹介するととも泉・水中ポンプなどでくみ上げている温泉などの採に，日本国内で古くから行われていた内陸部での製取も行います（写真 2（d））．また，深部流体の痕跡

塩や私たちが昔から慣れ親しんでいる炭酸水などである鉱物脈や岩石に捕獲された流体包有物なども実は深部流体が関連していることなどを紹介しの研究も行っています．

ています．

温泉水に含まれる深部流体を検出するにはさま
ざまな化学成分の濃度・同位体の測定が必要です．

図 1 島弧における深部流体の循環図

2

NEWS LETTER Vol.11 No.2

温泉水を用いた深部流体の研究

写真１ 深部流体湧出地の写真．（a）河川に湧出する深部流体（大阪府河内長野市），（b）
島根県・津和野川河床より湧出する深部流体（赤褐色の箇所に CO2 ガスに富む塩水が湧出しています），（c）有馬温泉の泉源の一つである天神泉源（90℃以上の熱水を汲み上げています），（d）八甲田山周辺の自噴井戸．

写真 2

試料採取風景．
NEWS LETTER Vol.11 No.2

3

研究現場紹介

写真 3 深部流体の化学分析に用いられる分析装置．（a）イオンクロマトグラフ（Thermo Fisher Scientific 社製 イ
オンクロマトグラフ ICS- 2100），（b）酸素同位体質量分析計（Thermo Fisher Scientific 社製 Delta V Advantage
and Delta Plus），（c）水同位体比アナライザー（Picarro 社製 L2130-i,），（d）希ガス質量分析計（Micromass 社
製 MM5400），（e）流体包有物加熱・冷却実験装置，（f）炭素同位体質量分析計（Thermo Fisher Scientific 社製
Delta plus），（g）ICP 質量分析計（アジレント・テクノロジー社製 Agilent 8900）．

写真４4

NEWS LETTER Vol.11 No.2

地質標本館特別展のポスター．

海外滞在記

海外滞在記

チューリッヒからの在外研究報告

その２

岩橋くるみ（マグマ活動研究グループ）

はじめにも触れましたように，装置の新たな分析手法や解析

筆者は，スイス連邦工科大学チューリッヒ校，

手法が，装置の責任者を中心に開発されることで，

通 称 チ ュ ー リ ッ ヒ 工 科 大 学（ETH Zürich） 主 催

実験室がデータの量産だけではなく，新たな手法のの日本人向け若手研究者交流プログラム “Young

提案の場にもなっていることが印象的でした．

Researchers’ Exchange Programme - Special 2023 Call

また，EPMA などの分析試料の作成に際しては，Japan” により，2024 年 2 月より同校に滞在してい岩石を直方体に切ったチップから薄片を作成してます．前回は，滞在準備・ETH Zürich の Department

くれる「ワークショップ」と呼ばれる場所があり，

of Earth Sciences の概要，チューリッヒ生活につい数週間程度で分析用の薄片を作成してもらうことてご報告しました．今回は，ETH Zürich での研究ができます．薄片の作成依頼を出す前には，EPMA

生活と，6 月に参加したギリシャ実習についてご報

担当者のチェックを受けることになっており，真告いたします．

に研究のための分析に必要とみなされたもののみ，
薄片作成の依頼ができるという仕組みになってい

研究生活
こちらでは，当初予定していた新燃岳 2018 年噴火の溶岩に含まれる白色の包有物中のガラス含水
量 推 定 に 加 え，Bachmann 教 授 の グ ル ー プ で 近 年
活発に行われている，LA-ICP-MS によるジルコン
U-Th 年代測定（e.g., Popa et al., 2020），U-Pb 年代測定を実施中です．既にその解析手法を習得し，雲仙火山の過去 500 ka から平成噴火までの 6 ユニットの噴出物に適用して年代値を得ています．これにより，500 ka に浅部マグマだまりが形成されてから現在までのマグマ供給系の進化を明らかにしようとしています．
分析に際しては，装置の立ち上げや分析条件の設定，環境の確認は，基本的に装置の担当者の方が行って下さります．そのため，分析に際しては，
おおむね準備した試料を持っていき，分析点を設定するだけでした．また，得られたデータの質についても，装置の担当者によって確認して頂くことができました．このように非常に効率的に安定した質のデータを量産する体制が整っていることは，ます．この仕組みにより，むやみに薄片作成の依頼が発生しないようになっています．
これまでの滞在中に，このような分析やその準備，そして分析結果の解析を実施する際は，ETH
Zürich の岩石系研究グループの皆様に大変お世話になりました．お世話になった方々は，教員の方も学生さんも皆優秀かつ仕事が速く，何かをお願いした
場合には，非常に多忙な場合を除いてさっと対応して頂き，その仕事の速さとクオリティに刺激を受けました．また，何かを尋ねた際には，大変丁寧かつわかりやすく教えて頂きました．
私は現在，3 人の学生さんと同じ部屋に机を頂いています．彼らはおおむね朝 8 時前後には大学に来て，18-19 時頃に帰宅しています．日中はそれぞれの作業をしながらも，新しい論文や自分が現在取り組んでいる研究について他の人と議論しており，部屋の中では活発に会話が飛び交っています．休日に大学にいる人はほとんどいませんが，彼らは家で勉強をしたり，野外実習の授業に仕事として同行したりしていることもしばしばあるようです．

良い点であると感じました．さらに，前回の報告でNEWS LETTER Vol.11 No.2

5

チューリッヒからの在外研究報告 その２

コス島・ニシロス島（ギリシャ）実習

露頭の解説がありました．質疑応答では，例えば遠6 月 1 日から 8 日まで，Bachmann 教授らによるくから見た際の露頭の特徴に始まり，近づいた際のギリシャのコス島・ニシロス島の実習に参加させて堆積構造，岩石中の鉱物の種類，それから予想され頂きました．本実習は修士課程の学生を対象としてる化学組成などを順番に議論していきました．そしおり，両島で観察されるテフラ堆積物露頭の観察，て，最後に教授から，既存の地質図などを参照しな

学生による地質図の作成が行われました．移動日をがら，観察した噴出物の年代，どこから噴出したと除く前半の 3 日間でコス島に，後半の 4 日間でニシ考えられているか，化学組成はどのくらいであるか

ロス島に主に滞在しました．両島は南エーゲ海火山

といったことが紹介されました．今回参加した学生

弧の東側，トルコにほど近い場所に位置しており，さんは，岩石学や堆積学のバックグラウンドを持つ

コス島では，主に Kos Plateau Tuﬀ（KPT）と呼ばれ方が多く，岩石中の鉱物や堆積構造についての議論

る，コス島南で約 160 ka に発生したカルデラ形成が活発になされていました．ギリシャは地中海性気噴火の堆積物（写真 1）と，それ以前の火山活動の候のためか，非常に露頭の露出が良いため，簡単に噴出物を観察できます．ニシロス島は，複数回の爆

各露頭を観察できる上，連続的に層を追うことがで発的な噴火（カルデラ形成噴火）と非爆発的噴火をきます．実習の最中，Bachmann 教授らが，日本で経験しており，それぞれの噴火の噴出物を広く露頭

は露頭がジャングルに覆われている，日本人が沢で観察することができます（写真 2）．これらの噴山の道具をつかって露頭から草木を取り除いて露出物に対して，近年，Bachmann 教授らのグループ

頭を綺麗に露出させる手法はまるで魔法みたいだ，

によって活発な研究が続けられています（e.g., Popaとおっしゃっていました．

et al., 2019, 2020, 2023）．ニシロス島はジオパークに露頭と露頭の合間には，学生さんによるコス島・もなっており，島の各ポイントに，解説の看板がニシロス島のテクトニックセッティングの研究，岩立っていました．

石学的手法による研究，地質学的研究の論文の紹介

それぞれの島において行われた露頭観察では，まがありました．論文の紹介はしばしば観察した露頭

ず学生さんに露頭を 20 分程度観察してもらい，そに関連して行われました．たとえば，KPT の軽石の後，教授らと学生による質疑応答と，教授による層を観察した後に，それらの軽石を使って得られ

写真 2 ニシロス島でみられた，カルデラ形成噴火で噴出した軽石の層．
写真 1 コス島でみられる Kos Plateu Tuff（KPT）の露頭．ここでは KPT の下部を観察した．

6NEWS LETTER Vol.11 No.2

海外滞在記た研究成果が学生さんによって紹介される，といっいた分析技術や分析成果，そして ETH Zürich の方々た形です．

との交流機会を得ることができたことはもちろん

ニシロス島に移動した後には，まず，いくつかのこと，日本の慣れた環境や関係性からいったん離の露頭やカルデラ，島内の噴気帯についての紹介れたことで，自分の研究のやり方や生き方を見直がありました．カルデラの縁とカルデラ形成後のし，改善することもできました．また，Bachmann溶岩ドーム，貫入岩についての紹介の際には，カ教授らのグループにおける，グループで丸ごとプロルデラの縁に沿って形成された集落からカルデラ

ジェクトとして研究に取り組むやり方や，議論の仕内を望みました（写真 3）．

方，コミュニケーションの取り方，研究における考その後，学生さんが 5 人ずつのグループに分かれ，それぞれ車で島内を回って地質図を作成する，といえ方を垣間見ることができ，大変勉強になりました．

う課題がありました．彼らは 2 日間かけて地質図改めまして，本在外研究にあたっては非常に多くを作成し，最後にできた地質図を見ながら，ニシの方のご協力とご尽力を頂きました．ここに感謝い

ロス島の噴火史を考察して，実習が終わりました．

たします．在外研究では色々と大変なことも数多く余談ですが，教授も学生さんも，実習の合間に当ありましたが，経験と，得られた成果や知見を具体たり前のように海で泳ぎ始めることに驚きました．

的にどのように活かしていくのかをより深く考え

たとえば，海に面した露頭観察の後に泳ぐ，お昼ながら，残りの時間を有意義にすごしたいと考えてご飯を浜辺でとった後に泳ぐ，といった具合です．

います．

彼らからすると，海を目の前にして泳がないことの方が不思議らしく，日本に調査に行ったことが参考文献ある方は，日本では海で泳いでいる人が全然おら

Popa, R.-G., Bachmann, O., Ellis, B. S., Degruyter,

ず不思議だった，とおっしゃっていました．このW., Tollan, P. and Kyriakopoulos, K. (2019) A

ような文化的違いも知ることができて面白かった

connection between magma chamber processes andです．

eruptive styles revealed at Nisyros-Yali volcano

おわりに(Greece). J. Volcanol. Geotherm. Res., 387. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.106666

本滞在も折り返し点を過ぎ，帰国が間近となって

Popa, R.-G., Guillong, M., Bachmann, O., Szymanowski,

きました．これまでの滞在において，当初想定して

D. and Ellis, B. (2020) U-Th zircon dating reveals
a correlation between eruptive styles and repose
periods at the Nisyros-Yali volcanic area, Greece.
Chem. Geol., 555. https://doi.org/10.1016/
j.chemgeo.2020.119830
Popa, R.-G., Tollan, P., Hermann, J. and Bachmann, O.
(2023) Degassed versus pristine: Evaluating melt
inclusions with a new ATR-FPA-FTIR calibration
and water imaging method in rhyolitic melts.
Chem. Geol., 615, 121217. https://doi.org/10.1016/
j.chemgeo.2022.121217

写真 3 ニシロス島のカルデラの縁に沿って形成された集落．

NEWS LETTER Vol.11 No.2

7

学会報告

学会報告

アメリカ地震学会（SSA）参加報告矢部優（地震地下水研究グループ）

2024 年 5 月 1 日から 3 日にかけて，アメリカ・

日本ではスロー地震が発見されて以降，20 年以

アラスカ州のアンカレッジにて開催されたアメリ上に渡りスロー地震が一つの注目研究トピックとカ 地 震 学 会（Seismological Soceity of America; 以 下

なっていますが，SSA ではスロー地震だけに注目

SSA）に参加しました．日本地震学会は秋に開催さしたセッションはひとつもありませんでした．ア

れていますが，そのアメリカ版である SSA は毎年メリカで現在大きなトピックとなっているのは，春に開催されています．個人的に，今回がコロナ

Induced seismicity です．これはシェールガス開発や後初めてのアメリカでの学会参加であり，SSA 自地熱開発，二酸化炭素の地中貯留（CCS）などにお体に参加するのは 10 年ぶり 2 回目だったので，多いて，流体（水やガス）を地中に送り込むことによっ

くの知り合いに久しぶりに会えることを楽しみにて地震が誘発される現象です．アメリカ中部などで参加しました．また，アラスカという場所も非常

は，従来地震がほとんど発生しなかった地域においに楽しみな点の１つでした．アラスカは 1964 年にて，これらの開発の進展とともに地震活動が活発化

Mw 9.2 という巨大地震に襲われた場所であり，自し，時に被害をもたらすなど社会問題となってい分が研究しているスロー地震という現象も発生します．このため，多くの研究者が Induced seismicityている場所でもあり，地震研究と関わりが深い場所の研究に取り組んでいます．興味深かったのは，こです．過去の地震による痕跡や現在の地震観測網の Induced seismicity のメカニズムを理解するためなどを見学する学会主催の巡検には，定員オーバーの研究だけでなく，そこからリスク評価や規制機関で残念ながら参加することができませんでしたが，への助言にどう繋げるか，という問題意識を持った極域特有の地形などを含め，アラスカの自然を少し研究が多かったことです．Induced seismicity 以外にでも感じたいと思っていました．シアトルからアン

も，自然地震による地震ハザード評価に関するセッカレッジに向かう飛行機の中では窓側席に陣取り，ションや地滑りによるハザード評価など，リスク評

眼下に広がる雪を抱いた沈み込みに伴う山岳地形

価に目を向けたセッションが多く立てられているを存分に眺めることができました（図 1）．

ことが印象に残りました．また，光ファイバーを用いた地震観測技術である DAS による研究成果を集めたセッションも開催されました．DAS は，氷河地域における環境地震学，海域での自然地震観測，
都市域での自然地震や人間活動が励起する地震動の観測など，さまざまな場面で活用されており，観測のスタンダードになりつつある様子が感じられました．DAS の観測データは非常に大容量となるため，機械学習などの情報技術と組み合わせた解析
結果の紹介が多くされていました．

図1

8

飛行機から見たアメリカ大陸西岸の地形．

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アメリカ地震学会 (SSA) 参加報告

筆者は産総研の歪データを用いた南海トラフでと考えています．筆者の他にも，アメリカの歪デー発生する深部スロースリップの滑り時空間分布推タを利用した緊急地震速報に関するポスター発表

定手法の開発について，口頭発表を行いました（図など，歪データを用いた研究発表がいくつかあり，

2）．アメリカ西海岸でもスロースリップは発生して議論を交わすことができました．今回の SSA 参加

おり，歪観測網も展開されています．今回発表したを良い契機として，歪データを活用した海外との研手法を活用して，アメリカの歪データも解析したい

究協力を発展させていきたいと考えています．
学会最終日には，2024 年元日に発生した能登地震に関する緊急セッションが開催され，筆者もコンビーナーを努めました．国土地理院や東北大学の研究者が招待講演として発表を行い，2020 年ごろから続く群発地震活動と M7 地震に関する研究成果を紹介しました．海外の研究者からも速報的な解析結果の紹介があった他，アメリカ地質調査所（USGS）
が収集している”Do you feel it?”と呼ばれる揺れを感じた一般の方々からのアンケート結果の紹介もあり，緊急地震速報においてどのような情報提供が有益なのか議論がなされました．
今回 SSA に参加して，地震研究の成果をどう社会に還元するか，という意識が非常に高かったように感じました．これは産総研の地震研究においても重要な課題であり，自身もより一層その意識を持ち

図2

筆者の口頭発表が掲載されたプログラムボード．

ながらこれからの業務に取り組もうと思います．

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9

新人研究紹介

新人研究紹介断層帯の進化大橋聖和（地震テクトニクス研究グループ）

はじめに大陸の表層部分，特に日本のような変動帯には多それが一定不変なのか変化するのか，変化するとしくの断層が発達しています．大陸や島弧に発達すたら何が原因で，どのような法則に従うのかを明らる活断層の平均的な長さは数 10 km であることがかにすることは，地震の予測にもつながる重要な知られていますが，アメリカ西海岸のサンアンドテーマです．以下では，著者の研究テーマのひとつ

レアス断層，ニュージーランドのアルパイン断層，である，断層帯の構造・物質・強度の時間発展（=

日本の中央構造線のように数 100 km 以上の長さを断層帯の“進化”）について説明します．なお，よ持つ大規模断層も存在します．これらの大規模断層

り詳しくお知りになりたい方は，大橋ほか（2020）

は一般的に幅数 10 m 以上の断層帯（= 断層破砕帯，をご覧いただければと思います．

図 1）をともないますが，誕生当初からそのような完成された断層帯があったわけではなく，無傷な岩10

断層の強度は断層のすべりと密接に関係するので，断層帯のレオロジーモデル

石に最初に亀裂が形成され，すべりとともに次第に地表から地下深部にかけての断層帯の物質学的大きく（厚く）なり，地質学的に長い時間をかけて特徴と力学的特性は，花崗岩質な大陸地殻を例とし現在の姿になったと考えられます．図 1 に示していて 1970～1980 年代にモデル化されました．Sibson

るような断層帯の構造は，基本的にはスケール依存（1977）は，断層の浅い領域を弾性的・摩擦的な領域，

性を持たない，つまり大きい断層も小さい断層も構より深い領域を半塑性的な領域に二分した上で，前造は同じと考えられていますが，断層の強度（= 断者には未固結な断層ガウジや断層角礫，および固結層をすべらせるのに必要な力）も同じでしょうか？

したカタクレーサイトが，後者には結晶塑性によっ

断層帯へのひずみの局在化や長期に渡る活動史なて流動変形したマイロナイトが産するとしましたど，地質学的な観察からは，断層は軟化（弱化）す（図 2）．両者の境界は温度約 250～350°C，深さにるものと直感的に予想できます．先に述べたようにして約 15 km と考えられています．浅い領域では

図 1 断層コアとダメージゾーンからなる断層破砕帯の模式図（Mitchell and Faulkner, 2009 を一部改変）．断層コアには断層ガウジやカタクレーサイトなどの強く変形・変質した断層岩が分布する．

図 2 断層帯の深さ方向の概念図と一般的な地殻強度断面（Wehrens et al., 2016 を一部改変）．灰色の帯は石英・長石質岩石の脆性塑性遷移帯を示す．なお，地温勾配は20°C/km を仮定．

NEWS LETTER Vol.11 No.2

断層帯の進化

断層の強度は岩石荷重圧に比例して線形に増加すようになってきたのは比較的最近のことです．例

る一方，深い領域では温度に強く依存して急激にを挙げると，北米サンアンドレアス断層で行われ減少するため，両者の遷移領域（脆性－塑性遷移

た掘削計画（SAFOD-phase III）やニュージーラン

帯；図 2）において強度は極大を迎えると予想されドのアルパイン断層南部から，60% を超える多量ています．ちなみに「脆性（brittle）」の対義語であのサポナイト（マグネシウムに富むスメクタイト）

る「延性（ductile）」を用いない理由は，密集したが見つかっています（Carpenter et al., 2015; Barth et

小断層による全体的な変形や褶曲変形など，地殻

al., 2013）．また，層状珪酸塩鉱物ではありませんが，浅部で起こる延性変形も存在するからです．この 2

似たような構造と低い摩擦を示すグラファイトが層構造モデルは大陸地殻の断層レオロジーモデル

国内外のいくつかの断層帯から見つかっています

として広く受け入れられています（例えば Wehrens（Oohashi et al., 2012 など）．

et al., 2016）が，一方で，以下のような前提や課題

図 3 には，摩擦試験機で測定した代表的な層状珪があることに注意が必要です．一つ目はこのモデル

酸塩鉱物の摩擦係数（= 剪断応力 / 垂直応力）を示

が断層のある時期（基本的には初期段階）のスナッ

しています．青色で示した水飽和時（間隙が自由水

プショットであり，時間発展を考慮に入れていないで飽和している状態）の摩擦係数は，石英や長石のこと，二つ目は鉱物組み合わせを石英と長石に単純

摩擦係数（約 0.6）に比べて有意に小さい（0.1～0.5）

化していること，三つ目は摩擦的な領域に性質の異ことがわかります．しかしこれらは純粋な層状珪酸なる 2 種類の断層岩（未固結な断層ガウジ・断層角塩鉱物の摩擦係数なので，破砕岩片との混合物で礫と固結したカタクレーサイト）が存在することある天然の断層にそのまま当てはめることはできです．以下では地殻内の地震発生層を浅部（断層ません．そこで摩擦係数の高い鉱物（石英や長石）

ガウジや断層角礫が産するおよそ深さ 5 km まで），と低い鉱物を様々な割合で混合させ，摩擦係数を中部（カタクレーサイトが産する 5～15 km），深部測定する試みもなされてきました（例えば，Logan（マイロナイトが産する 15 km 以深）の 3 領域に分and Rauenzahn, 1987）が，実験様式の制約上，小さけた上で，それぞれの実態を説明します．

なすべり（変位量）しか与えられてきませんでした．
大きなすべりにともなって断層内部の組織（微細構

浅部は粘土で弱くなる

造）が自己発達するという予想があったにもかかわ断層運動にともない岩石がバキバキと破壊され，らず，実証されていなかったのです．Oohashi et al.

破砕岩片からなる粒状体を形成してゆく過程は，脆（2013）は，グラファイトと石英の混合粉末を用い性領域における主要な断層帯形成作用といえます．
一方で，透水性の低い母岩中に断層が形成されると流体の通り道（水みち）になるため，断層帯内部では表面積の増大した粒子と熱水が反応し，温度圧力や溶液組成に応じた層状珪酸塩鉱物（スメクタイ
ト，イライト，カオリナイトなどのいわゆる粘土鉱物）が生じます．その結果，脆性領域の断層帯は，破砕と熱水変質の 2 つの作用に起因する物質の混合物からなるわけです．粘土鉱物は摩擦係数が低いと同時に，地震を起こさない安定すべりの性質を持つことから，断層の力学や挙動を考える上で重要ですが（Summers and Byerlee, 1977; Shimamotoand Logan, 1981），含有量が定量的に見積もられる

図 3 おもな層状珪酸塩鉱物の乾燥時と水飽和時の摩擦係数のコンパイル．スメクタイトの赤点線は部分的に水に飽和したと思われる実験結果．
NEWS LETTER Vol.11 No.2

11

新人研究紹介て大すべり摩擦実験を行い，変位量が増大するにつないと思われてきたからだと思います．しかし，固れて徐々に弱化し，ごく少量のグラファイトでも摩結した断層を急激に動かすには最初に石を“割る”

擦係数を大きく低下させる（図 4）ことを示しまし

必要がありますので，力学的に「摩擦的」な領域とた．ここで重要なのは，摩擦係数の低下はグラファ

言われながらも，重要なプロセスは { 破壊 + 摩擦

イトの連結した薄いすべり面（厚さ約 1 μm）の形（地震時）}+{ 固着（間震期）} です．また，固着に重成と密接に関係しており，断層内部の組織発達と要な役割りを果たす圧力溶解作用が間震期のゆっ力学発展が表裏一体の関係にあるということです．

くりとしたすべりに作用することも見逃せません．

同様の実験は水に飽和させたスメクタイト－石英

この深度は体系的な理解が十分でない未開拓領域

混合粉末に対しても行い，スメクタイトの増量になので書けることは少ないですが，「摩擦－粘性流ともなってシグモイド曲線状に強度が減少する（弱動」と「カタクレーサイトの面構造の有無」の 2 つい鉱物は一定量含まれてさえすれば断層の強度をに関してトピックス的に説明します．

支配し得る）ことがわかりました（図 4）．

中部領域は浅部よりも温度が高いので（およそ150～300℃），低温で起こる塑性変形と摩擦が共存

中部は未開拓の領域

します．また，浅部とは鉱物種が異なりますが，最初に述べましたが，古典的な断層レオロジーモ

やはり熱水変質作用によって生じた層状珪酸塩鉱

デルでは，地殻上部を脆性領域と塑性領域の 2 層に物が含まれます．低温塑性変形の一種である溶解

分けています．脆性領域には未固結な断層岩と固結沈殿過程と摩擦を組み合わせた変形モデルとして，した断層岩の 2 種類が産することは古くから知られ

Bos and Spiers（2002）は石英と白雲母などの層状ていましたが，ここでさらに細分し，3 層モデルに

珪酸塩鉱物の集合体からなる Frictional–viscous ﬂow

する試みは主流ではなかったようです．その理由（FVF，摩擦－粘性流動）を提案しています．このは，脆性断層岩の固結性はあくまでも断層岩形成後モデルでは，集合体の変形が，網目状に連結しての二次的な作用であり，変形メカニズムとは関係しいる層状珪酸塩鉱物の摩擦すべりとそれらにとり囲まれた石英の塑性変形（短縮する部分で溶解し，伸長する部分で沈殿する）の複合によってまかなわれるとされています．摩擦すべりの要素（スライダー）と溶解沈殿クリープの要素（ダッシュポット）は並列に繋がれるモデルなので，系全体の強度は与えられた温度・圧力条件でどちらか強度の高い要素に支配されることになります．このモデルに基づく計算では，断層強度が極大を迎える脆性－塑性遷移帯付近が顕著に弱化する（4 分の 1 程度あるいはそれ以下）ことが示されました（Niemeijer and Spiers,
2005）．確かに，カタクレーサイトや断層ガウジの顕微鏡観察からは，溶解沈殿を起こしながら変形した痕跡をかなり頻繁に見ることができます（例えば Oohashi et al., 2012）ので，重要なプロセスに違

図 4 二成分混合ガウジ中の弱い鉱物の量比と摩擦係数の関係．強い鉱物として石英，弱い鉱物として Oohashi
et al.（2013）はグラファイト，それ以外はスメクタイ
ト（モンモリロナイト）を用いている．黄色線と赤線は，
Oohashi et al.（2013）および（2015）の結果をシグ
モイド関数で近似したもの．

12

NEWS LETTER Vol.11 No.2

いありません．一方，彼らのモデルで採用されている網目状の変形組織は，変形した結晶片岩や一部の断層岩では認められるものの，一般的なカタクレー
サイトの構造（Y-R1-P 剪断面からなる複合面構造）

断層帯の進化とは異なります．今後，モデルの修正や新たな提案

石英の変形実験を用い，加水軟化による強度低下が必要と思われます．

はきわめて顕著であること，回収試料中には石英

次に，カタクレーサイトの面構造（= 縞模様）にの basal<a> すべりによって形成される Z 集中石英

ついてです．元来，カタクレーサイトという断層岩

c 軸ファブリックが発達していることを報告していは無構造（割れたガラスの破片のように，大小のます．前述の通り，石英の basal<a> すべりによるファ破砕岩片がランダムに混在）であるとされてきま

ブリックは中央構造線に沿うウルトラマイロナイ

したが，80 年代中頃から面構造を持った「葉片状ト中に発達しており，basal<a> すべりの加水軟化がカタクレーサイト」が報告されるようになりまし

その形成要因である可能性があります．一方で，天た（Chester et al., 1985）．当時は面構造の有無がマ

然のウルトラマイロナイト中の石英多結晶体中か

イロナイトとカタクレーサイトを見分ける判断基らはランダムな石英 c 軸ファブリックも報告されて準とされていたので，学界に衝撃や混乱を与えまし

おり，粒径非依存型の転位クリープから，粒界すた（Snoke and Tullis, 1998）．なぜ面構造があるのか

べりや圧力溶解等の粒径依存型クリープへのメカというと，変形によって特定の鉱物が一定方向に並ニズム転移が起こったことが指摘されています（奥んでいるからです．これは前述の摩擦－粘性流動

平・豊島，2019 など）．このメカニズム転移は地震が関与している，つまりゆっくりとした変形によっ

発生層深部の強度を一桁以上低下させるため，歪のてできたのだと考えられてきましたが，近年，地震局所化にとって重要です．このほか，差応力下にお時の高速すべりでも類似した構造ができることがける熱水－岩石反応によって強度が低下する反応

報告されています（Smith et al., 2017）．中部領域は軟化（Wintsch and Yeh, 2013）など，水の供給や変地震時の高速すべりと間震期の低速すべりが共存

形の増大によって塑性領域も強度が大きく低下す

しているようですが，それらが時空間的にどのよると考えられています．

うに関係しているのかはまだ理解されていません．
一括りにされていた脆性領域の固結断層岩を成因論的に区分し，変形メカニズムと空間分布を明らかにすることが今後の課題だと思います．
深部を柔らかくするのは水究極の断層強度
これまで述べた断層帯の物質・組織・変形機構の時間変化にもとづき，断層帯はどこまで軟化（弱化）するのかを見積もった結果を図 5（赤線）に示しま

脆性－塑性遷移帯以深では，熱活性化過程である
結晶塑性変形が起こります．中央構造線に沿って発達するマイロナイトやウルトラマイロナイトは，
300～350°C の温度条件において，石英の basal<a>（結晶の底面に沿って a 軸方向に動くすべり）や
rhomb<a>（結晶の菱面（ピラミッド面）に沿って
a 軸方向に動くすべり）のすべり系で著しく塑性変形していることが知られています（Okudaira andShigematsu, 2012 など）．鉱物の結晶塑性変形に対する水の効果（いわゆる加水軟化）に関しては，古くから多くの研究がなされていますが，近年行われた変形実験では，加水軟化と石英ファブリックとの関係性について興味深い結果が報告されています．
Palazzin et al.（2018）は水を 0.1wt% 程度含む天然

図 5 断層帯のレオロジー発展を考慮した静的強度断面．
大陸地殻内の横ずれ断層を想定し，地温勾配 30°C/km，
静水圧条件下（λ = 0.4）の有効剪断応力を示す．
NEWS LETTER Vol.11 No.2

13

新人研究紹介した．なお，地震発生層浅部はスメクタイトの摩擦，Carpenter, B.M., Saffer, D.M. and Marone, C. (2015):

中部は層状珪酸塩鉱物と石英の摩擦－粘性流動，深Frictional properties of the active San Andreas Fault

部は石英の含水下の結晶塑性変形を仮定していまat SAFOD: Implications for fault strength and slip

す．また，これらは準静的な（ゆっくりとした変形

behavior. Journal of Geophysical Research: Solid時の）強度であり，地震時の強度ではないことに注Earth, 120, 5273–5289.

意してください．本モデルによって推定される大陸

Chester, F.M., Friedman, M. and Logan, J.M. (1985):

地殻内の大規模断層の有効剪断応力は 20 MPa 以下

Foliated cataclasites, Tectonophysics, 111, 139–146.

であり，古典的モデル（青線）よりも 1 桁程度低い

垣見俊弘（2010）：活断層の成熟度について．活断値となりました．このような断層帯の進化にとも層研究，32, 73–77.

なって，地震の発生様式はどのように変わるでしょ

Logan, J.M. and Rauenzahn, K.A. (1987): Frictional

うか？かつて旧地質調査所におられた垣見俊弘さdependence of gouge mixtures of quartz andんは，“断層の成熟度”という概念を提案され，撓

montmorillonite on velocity, composition and

曲変形から主断層の形成にいたる断層の発達過程

fabric. Tectonophysics, 144, 87–108.

と，群発地震から通常地震をへて規模の小さな地震

Mitchell, T.M. and Faulkner, D.R. (2009): The nature andや非地震性クリープにいたる地震の発生様式とのorigin of oﬀ-fault damage surrounding strike- slip

関連性を議論しました（垣見，2010）．断層の巨視

fault zones with a wide range of displacements: A

的強度が低下し，安定すべりを引き起こす変形メカ

ﬁeld study from the Atacama fault system, northern

ニズムが卓越すれば，規模の小さな（応力降下量

Chile. Journal of Structural Geology, 31, 802–816.

の小さい）地震や非地震性クリープの説明にもな

Niemeijer, A.R. and Spiers, C.J. (2005): Inﬂuence of

り得ると筆者は考えています．ところで，断層を構

phyllosilicates on fault strength in the brittle–ductile

成する「物質の強度」が著しく低下することは重要

transition: Insights from rock analogue experiments.

ですが，いくら物質の摩擦係数がゼロになったとし

In Bruhn, D. and Brulini, L., eds., High-Strainても，すべり面が平滑でなければ剪断抵抗が生じまZones:

す．そのため，断層帯の巨視的な強度を考えるとき

Geological Society, London, Special Publications,には，すべり面の凸凹（= 断層の三次元的な幾何学）

245, 303–327.

StructureandPhysical

Properties,が重要です．今回は断層帯の幾何学的な発展についOkudaira, T. and Shigematsu, N. (2012): Estimates ofては触れることができませんでしたが，断層の力学

stress and strain rate in mylonites based on the

的不均質を考える上では，幾何学の不均質やスケー

boundary between the ﬁelds of grain-size sensitive

ル依存性を把握することも大切であることを最後

and insensitive creep. Journal of Geophysicalに付け加えて終わりたいと思います．

Research, 117, B03210.
奥平敬元・豊島剛志（2019）：大陸下部地殻におけ文

献Barth, N.C., Boulton, C., Carpenter, B.M., Batt, G.E. and

747–760.

Toy, V.G. (2013): Slip localization on the southern

大橋聖和・竹下徹・平内健一（2020）：断層帯と断Alpine Fault, New Zealand. Tectonics, 32, 620–640.

層 レ オ ロ ジ ー の 進 化． 地 学 雑 誌，129，473–

Bos, B. and Spiers, C.J. (2002): Frictional-viscous ﬂow

14

る破壊と延性剪断帯の形成．地学雑誌，128，489.

of phyllosilicate-bearing fault rocks: microphysicalOohashi, K., Hirose, T., Kobayashi, K. and Shimamoto,model and implications for crustal strength proﬁles.

T. (2012): The occurrence of graphite-bearing

Journal of Geophysical Research, 107, 1–13.

fault rocks in the Atotsugawa fault system, Japan:

NEWS LETTER Vol.11 No.2

断層帯の進化origins and implications for fault creep. Journal of

cataclasite:

Structural Geology, 38, 39–50.

consequences for interpreting the fault rock record.

Experimental

observations

andOohashi, K., Hirose, T. and Shimamoto T. (2013):

In Thomas, M.Y., eds., Fault dynamic processes

Graphite as a lubricating agent in fault zones:

evolution of fault properties during seismic rupture,

An insight from low- to high-velocity friction

81–102, Hoboken, NJ: John Wiley.

experiments on a mixed graphite-quartz gouge.

Snoke, A.W. and Tullis, J. (1998): An overview of fault

Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 118,

rocks. In Snoke, A.W., Tullis, J. and Todd, V.R.,

2067–2084.

eds., Fault Related Rocks, a Photographic Atlas,

Oohashi, K., Hirose, T., Takahashi, M. and Tanikawa, W.
(2015): Dynamic weakening of smectite-bearing

3-18, Princeton University Press, Princeton, New
Jersey.

faults at intermediate velocities: Implications

Summers, R. and Byerlee, J. (1977): A note on thefor subduction zone earthquakes. Journal ofeﬀect of fault gouge composition on the stability

Geophysical Research: Solid Earth, 120, 1572–

of frictional sliding. International Journal of Rock

1586.

Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics

Palazzin, G., Raimbourg, H., Stünitz, H., Heilbronner, R.,

Abstracts, 14, 155–160.

Neufeld, K. and Précigouta, J. (2018): Evolution in

Wehrens, P., Berger, A., Peters, M., Spillmann, T. andH2O contents during deformation of polycrystalline

Herwegh, M. (2016): Deformation at the frictional-

quartz: An experimental study. Journal of Structuralviscous transition: Evidence for cycles of ﬂuid-

Geology, 114, 95–110.

assisted embrittlement and ductile deformation in

Shimamoto, T. and Logan, J.M. (1981): Eﬀects ofthe granitoid crust. Tectonophysics, 693, 66–84.

simulated fault gouge on the sliding behavior of

Wintsch, R.P. and Yeh, M.-W. (2013): Oscillating brittle

Tennessee sandstone. Tectonophysics, 75, 243–255.

and viscous behavior through the earthquake

Sibson, R.H. (1977): Fault rocks and fault mechanisms.

cycle in the Red River Shear Zone: Monitoring

Journal of the Geological Society, London, 133,

ﬂips between reaction and textural softening and

191–213.

hardening. Tectonophysics, 587, 46–62.

Smith, S. A., Griﬃths, J. R., Fondriest, M., and DiToro,
G. (2017): ‘Coseismic foliations’ in gouge andNEWS LETTER Vol.11 No.2

15

新人研究紹介

新人研究紹介Ｘ線ＣＴデータを用いた透水シミュレーション
片桐

はじめに

シミュレーション概要

近年，世界各地で豪雨に伴う災害，例えば，洪水シミュレーションは砂粒子群の空隙中の流体のや斜面災害などが頻発しています．降雨で生じた

動 力 学 を 対 象 と し，Computational Fluid Dynamics

一部の雨水が地中に浸透すると，地下水位を上昇（CFD）の方法論を利用してきました．CFD では，させ，地下水の水圧（間隙水圧）を上昇させます．

ナビエ・ストークス方程式のように，数学的に解析

地中の圧力は，地下水と砂粒の集合体（砂層土の場

解を得る方法が確立していない非線形の偏微分方合）で分担して受け持っています．砂粒集合体が受程式に対して，コンピュータによって近似解を得る

け持つ圧力は「有効応力」と呼ばれています．地下ために開発されてきました．そのため，様々な産業

水が浸透して，水圧が上昇すると有効応力の受け持分野で利用されており，航空機や自動車，鉄道車両

つ圧力が相対的に低くなります．斜面崩壊，即ち，の風洞実験のシミュレーション等にも利用されて土の滑り移動に抵抗するのは，有効応力に起因するいます．本研究では，過去に利用実績の多い，有限摩擦力です．水圧上昇によって有効応力が低下して体積法という CFD 計算アルゴリズムを採用していいくと，摩擦抵抗力も徐々に失われてゆき，ある時ます．有限体積法では，計算領域を小さい体積要素点で決壊し，斜面災害に至ることになります．

に分割することを基本としています．各要素への流上述の砂質土の崩壊メカニズムにおいては，砂内体の流入／流出が保存するように支配方程式を離部での通水特性（透水性）が重要です．土の透水性散化します．なお，本研究のシミュレーションには，を評価するには，対象とする地盤のボーリングコア

フリーウェアである OpenFOAM という CFD ソルバを採取し，そのコアを成形して，実験室での透水試を利用しています．

験を行うのが一般的です．通常の透水試験では，一シミュレーションでは，砂質土の浸透流を対象と方向（例えば鉛直方向），極めて流速の遅い条件でしています．その CFD 計算に必要となる砂の 3 次ある事などの制約が課されます．しかし，近年の日元的なパッキング構造は，Ｘ線 CT スキャンによっ本各地でも観測されるような突発的な豪雨の場合，て得ることができます．図 1 には，円筒容器にガラ

急な間隙水圧の上昇も想定されます．こうしたケー

スビーズを詰めて CT スキャンした際の断面像の一スでは，透水試験で想定するよりも速い流れが生じ例を示しています．なお，このガラスビーズは，平る場合も考えられます．こうした状況下における透均粒径が約 0.2 mm で，円筒容器の直径は約 4.7 mm

水メカニズム，ひいては斜面崩壊プロセスを理解すです．こうした比較的小さい試料の 3 次元内部構ることは，防災対策を検討する上で重要です．

造を精度良く可視化するために，マイクロ X 線 CT

透水試験装置の改良も進められてきていますが，

16

淳（地震災害予測研究グループ）

スキャン装置を使用しています．

私と共同研究者らは，砂質土の透水性をシミュレー

図 1 に示すように，CT スキャンによって，通常ションするための研究に取り組んできました．この観察できない内部の砂粒子の配置を得ることがで

透水シミュレーションは，X 線 CT スキャンによっきます．CT スキャンデータは，図 1 のような断面て室内透水試験に用いる砂質土の 3 次元パッキング

画像が，数百枚連なって構成されています．こうし構造を取得し，それを直接用いて，砂粒の隙間の空たスライス画像を数百枚重ねて再構成すると，砂粒間（空隙）の水の流れを数値計算するものです．

のパッキングを表す単一の 3D ボリュームデータがNEWS LETTER Vol.11 No.2

Ｘ線ＣＴデータを用いた透水シミュレーション得られます．ボリュームデータの外部，即ち，空隙

この図は，球粒子群の間隙の流れをシミュレー

が CFD 解析の対象です．空隙は，粒子の接触堆積ションしたものです．紙面に向かって左側から右構造の隙間を縫うように複雑な形状をしています．

側へ，一定の流速で水を流入させる条件の計算で，OpenFOAM には，CFD 向けの様々な機能が含まれ赤から青の色のグラデーションは，圧力を表していており，複雑な幾何形状の領域に対して要素分割すます．粒子群がなければ，入口から出口まで一定流るメッシングアルゴリズム（snappyHexMesh）が実

速（一定圧力）となりますが，粒子群があることで，装されています．こうした機能を活用することで，圧力の損失が生じ，出口に向かって圧力が低下しま

砂粒のパッキングにおける浸透流を CFD 解析する

す．なお，図中には，内部空隙における流れを可視ことが可能です．シミュレーションの一例を図 2 に化した線（流線）も描いています．内部では，粒子示しています．

表面を避けるように曲がりくねって流れる様子が表れています．こうした内部の流れ場は，通常の室内透水試験で観察することは難しく，シミュレー
ションの利点と言えます．
速い流れのシミュレーション事例
冒頭で述べた通り，透水試験では，通常極めて遅い流れを対象とします．速い流れを実験しようとす
ると，浸透流による抗力が働き，粒子群が局所的に移動することも想定されます．一定以上に速い流速が生じると，砂全体が崩壊するボイリング現象が生じることがあります．そこで，シミュレーショ
ンにより，広範囲の流速範囲での透水性を調べてい

図 1 X 線 CT スキャンにより得られたガラスビーズの
断面像．

図2

ます．

CFD シミュレーションの一例．
NEWS LETTER Vol.11 No.2

17

新人研究紹介

このシミュレーションでは，地盤工学分野で砂質

キングしており，VD 試験体は最もぎっしり詰まっ

土の室内実験で広く使われている豊浦砂（平均粒た状態です．M 試験体が，相対的には，最も間隙径約 0.2 mm）を用いました．充填の方法を変える

体積が大きく，砂からの抵抗を受けにくいため，透ことにより，充填密度の異なる 3 種類の試験体を水係数が高くなっています．この傾向は，実験でも作成しました．3 種類の試験体をＸ線マイクロ CT

観測されており，シミュレーションでも実験を再現によって可視化し，豊浦砂の 3 次元ボリュームデー

できる事が示唆されます．

タを作成しました．これらボリュームデータから，動水勾配が 1 以下の範囲では，透水係数はほぼ一

各々の一部の立方体領域を切り出し，その間隙領域

定値と言える結果になりました．また，この動水を snappyHexMesh によって要素分割しました．そ

勾配レベルでは，シミュレーションと室内実験での上で，広範囲の流速における CFD 解析を行い，得た透水係数はほぼ一致しており，シミュレーショ

透水係数（hydraulic conductivity）を計算しました．

ンの妥当性を確認できました．動水勾配が 1 から

シミュレーションで得られた透水係数と動水勾配

10 程度の範囲では，透水係数がわずかに低下する（hydraulic gradient）との関係を図 3 に示しています．

傾向となりました．更に，動水勾配が 10 以上にな

なお，動水勾配とは，浸透流によって生じる圧力損

ると，計算した透水係数が極端に小さくなっていき

失に関わる物理量で，流速が大きくなれば動水勾配

ます．透水係数の算出にあたっては，流速と動水勾も高くなります．

配の線形関係を仮定したダルシーの法則を前提と

M，D，VD の順に，パッキング密度が高くなりしています．これは，実験では極めて流れが遅く，ます．言い換えると，M 試験体が最もゆるくパッ

慣性力よりも粘性力の寄与が支配的であることを図 3 CFD シミュレーションで得られた動水勾配（hydraulic gradient）と透水係数（Hydraulic conductivity）の関係．

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NEWS LETTER Vol.11 No.2

Ｘ線ＣＴデータを用いた透水シミュレーション

意味しています．しかし，動水勾配が 10 を超える

析により，気液界面の変動を計算する必要がありまと，流れ場において，慣性力が無視できなくなりす．当然ながら，気液二相流は，単相流と比べてます．慣性力の影響を考慮せず，無理矢理ダルシー

アルゴリズムが複雑になります．更に，単相流のの法則を当てはめたために，見かけ上，透水係数が透水シミュレーションとは異なり，時間変化を追小さくなったということです．流速を大きくして，跡する必要もでてきます．つまり，ある時間ステッ

透水係数が小さくなっていく傾向は，岩石の透水試

プおきに，何千から何万回の数値計算をしなければ験でも確認されており，このこともシミュレーショ

ならず，深刻な計算負荷の増大を招きます．

ンの妥当性を示していると考えています．
今後の展開
シミュレーションの課題

本稿では，透水試験に用いる試験体の一部を再

前述の通り，シミュレーションによって，実験結現したシミュレーションという小さいスケールの果の再現も可能になりつつあります．しかし，解決

CFD 解析事例を紹介しました．こうしたスケールが必要な課題も残されています．例えば，乱流の影のシミュレーションは，メカニズムの評価に役立響の評価です．これまでの研究では，室内実験におつものです．一方，CFD 解析は，より広域のシミュ

いて，動水勾配が 1 を超えると透水係数が顕著に低レーションにも応用が可能です．例えば，昨今様々下し始めることが確認されています．一方，シミュな機関から提供されている 3 次元の地形データを反レーションでは，図 3 の通り，動水勾配が 10 程度

映し，土砂の流れを非ニュートン流体として模擬すまでほぼ一定の透水係数となっています．遅い流れることで，大規模な土石流や地すべりのシミュレーにおける層流状態から，速い流れにおける乱流状

ションが可能です．また，ナビエ・ストークス方程態では，流れ場は全く異なる様相を呈します．CFD

式の代わりに，浅水方程式という別の方程式を用

解析では，適切な乱流モデルを用いることで，そのいることで，土砂の流れによる地形変化を数 km ス

影響を考慮する必要があります．しかし，前述のシ

ケールでシミュレーションすることもできます．こミュレーションでは，乱流モデルを用いていませのように，CFD とは，流れの数値計算アルゴリズ

ん．動水勾配が大きくなるほど，乱流によるエネル

ムであり，砂粒のスケールから，広域の地形スケー

ギー損失を考慮していない影響が拡大することがルまで，様々なスケールのシミュレーションで活用予想されます．

することができます．今後は，CFD などシミュレー

また，降雨に伴う地下水位の変動を考えるにあたっては，気体（空気）と液体（水）の二相流解ション技術を斜面災害など地質災害の被害予測に役立てていきたいと思っています．

NEWS LETTER Vol.11 No.2

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新人研究紹介

新人研究紹介地球化学的解析から読み解く大阪平野の３次元広域
地下水流動

新谷

１．背景：大阪平野の地下水研究とその課題
大阪平野は日本国内でも有数の地下水盆であり，

毅（深部流体研究グループ）

ることができるので，水循環における起源や流動を知るための有効な手段となります．

工業用水や生活用水の水源として地下水が利用さ大阪平野の地下水に関する地球化学的研究は，れてきました（山本，1999）．しかし，第 2 次世界1950 年代後半から数多く報告されています（蔵田大戦後の高度経済成長期に大量の地下水を揚水しほか，1957；岩津ほか，1960；Tsurumaki, 1962; 鶴巻，たため，地盤沈下や塩水化が発生しました．このよ1972 など）．しかし，大阪では地盤沈下や塩水化対

うな地下水障害を抑えつつ，地下水資源を持続的に策として地下水の取水制限が 1960 年代から行われ利用するためには，地下水盆全体の水循環を理解したため，1980 年代から 2000 年代にかけては地下水

た上で適切な取水量を検討しなければなりません．

の水質に焦点を当てた研究は減少しました．2000

地球化学的手法は水の化学的な進化過程を追跡す

年以降，新たなトレーサーを用いた研究が増えてき

図 1 大阪平野の位置と第四紀表層地質．a）南海トラフと合わせた調査地域の位置；b）大阪平野の第四期表層地質と主要活断層；c）大阪平野とその周辺部の 3D 表層地形（デジタルデータソースは以下の通り．地形図：国土地理院
http://www.gsi.go.jp/kiban/index.html； 地 質：AIST（https://gbank.gsj.jp/seamless/index.html?lang=ja&p =sample）；活断層：中田・今泉（2002）；国土地理院（https://www.gsi.go.jp/bousaichiri/08_kinki.html）

20

NEWS LETTER Vol.11 No.2

地球化学的解析から読み解く大阪平野の３次元広域地下水流動ました．中屋ほか（2009）は，主要溶存元素濃度やており，特に河川の堆積物による砂や礫の層が重要

水素・酸素安定同位体比を含む地球化学データに基な帯水層となっています．

づいて地表から深さ 300 m までの地下水の流れを大阪平野の帯水層は，大きく分けて不圧帯水層推定しました．また，牧野ほか（2010）は，塩水化と 被 圧 帯 水 層 か ら 構 成 さ れ て お り， そ の 厚 さ はは海抜 0 m 以下の地域に現れ，少なくとも沿岸帯

1500 m 以上になります（吉川・三田村，1999）．不水層の地表から深さ 100 m までは現代の海水が浸圧帯水層は地表に近く，降水や河川水から直接涵養透している可能性を指摘しました．このように深さされています．一方，被圧帯水層は不透水層によ300 m ～地表付近までの地下水の起源や流動はよくり上部から隔てられた深部の帯水層で，主に地質理解されています．これらより深いところについ

構造に依存して遠く離れた山地などから涵養されて，大阪平野東部（河内平野）では化石海水の存在ています．大阪平野の被圧帯水層は十数枚の海成が報告されていますが（鶴巻，1972），その分布範

粘土層（下位の Ma-1~ 上位の Ma13）によって区分

囲は記録されておりません．つまり，大阪平野の深されています．参考として平野部中央部では，Ma9

さ 300 m より下の地下水の起源や流動は不明なま

は深度約 100 m，Ma-1 は深度約 600 m です（Shintani

までした．本研究では，大阪平野の水循環システム

et al., 2022）．このように大阪平野の帯水層は複数存の全体像を理解するため，地下水の地球化学的解析在しており，その深度も地域によって様々です．

とその結果の 3 次元マッピングに基づいた広域流動評価を行いました．
２．地質及び水文地質

３．深度 300 m より深い地下水の地球化学的特徴
これまでデータの少なかった 300 m 以深の地下水を中心に採水を行い，水素・酸素安定同位体比を

大阪平野は，東側の生駒山地と北側の六甲山地・

含む化学分析を行いました（Shintani et al., 2019）．

北摂山地に囲まれた低地で，地質学的には新第三水素と酸素の安定同位体比は水の起源を推定する

紀から第四紀にかけての堆積物が堆積しています．

ための有効なトレーサーとして知られています（例これらの堆積物は砂，礫，シルト，粘土が層を成しえば，林，2005）．その結果，大阪平野中央部の地

図 2 水素と酸素の安定同位体比の関係．a）Ma-1~Ma9 の帯水層，b）Ma-1 以深の帯水層．青色ハッチ：化石海水の同位体組成（加藤・梶原，1986；加藤ほか，2000；大沢ほか，2010），橙色ハッチ：有馬型塩水（Matsubaya et al.,
1973; Masuda et al., 1985），灰色ハッチ：変成脱水流体（佐々木，1977）．
NEWS LETTER Vol.11 No.2

21

新人研究紹介

下 300 m 以深には現代の天水起源では説明ができことはできませんでした．そこで，新たなトレーない低同位体比を持つ淡水が存在することが明らサーとして Li 濃度とその同位体に着目しました．

かとなりました（図 2a）．このような同位体的特徴

Li は高温条件下で岩相から液相へ溶出し，その後を持つ水は他の地域の平野部でも観察されており，温度が低下しても液相中に保持されるため（You et

一般的に氷期に涵養した「古い」天水（Edmunds,al., 1996; James et al., 2003），地下水の温度履歴の指2000; 安原ほか，2005 ; Ikawa et al., 2014），堆積盆形標として利用することができます．これらのトレー成過程で埋没に伴う限外ろ過（Ultraﬁltration）など

サーのうち，Li 同位体を用いて起源解析を行ったの続成作用を受けて形成された水と考えられてい結果が図 3 です．図 3a から，大阪平野の塩水は大ます（Lavastre et al., 2005）．大阪平野の場合，年代

きく 3 つに分類することができました．その分類

データはありませんが，神戸市（大阪平野の西側）に基づいて空間プロットしたのが，図 3b になりまの同じ深度の帯水層では 25,000~230,000 の年代がす．その結果，低温環境で反応した水は平野部に分報告されています（Morikawa et al., 2005）．これを布しているのに対し，有馬型塩水や深部由来の CO2

考慮しますと，大阪平野深部の淡水は氷期に涵養さが付加された水は山地部の断層周辺に分布していれた水と考えられます．

ました．このことから大阪平野深部の塩水は化石海

一方，平野最深部の塩水は様々な同位体比を持つ水を起源としているのに対し，平野と山地の境界にことがわかりました（Shintani et al., 2019）．塩水の走る断層付近の塩水は有馬型塩水と呼ばれるスラ

各起源と比較してみましたが（図 2b），これらの塩ブ由来とされる深部上昇型の流体であると推定さ

水は淡水による希釈を強く受けていたため，起源をれました（Shintani et al., 2022）．

推定することはできませんでした．
５．GIS を用いた地下水塊の３次元構造
４．堆積盆最深部と山地付近にみられる塩水の起源
推定と水文地質構造との関連性を明らかにすることが大阪平野の深部には Cl 濃度が高く且つ複数の水重要です（Raiber et al., 2012）．本研究で得られた

素・酸素安定同位体比の特徴を持つ地下水が存在

データと既存の膨大な地下水データと組み合わせすることが明らかとなりましたが（Shintani et al.,

たデータセットを作成し，それらを多変量解析と前2019），先行研究ではこれらの起源を明らかにする

述の地球化学解析を用いることで起源別に分類し

図3

22

広域地下水流動を評価するためには，水の動き

大阪平野最下部堆積層と基盤岩中の地下水の HCO3- と δ7Li の関係（a）と δ7Li の地理的分布（b）．

NEWS LETTER Vol.11 No.2

地球化学的解析から読み解く大阪平野の３次元広域地下水流動ました．その分類した結果を 3 次元図にすることで大阪平野の広域地下水流動の評価を行いました．

次に塩水の起源別 3 次元分布を示しました（図 5）．
現海水は表層付近に分布しており，化石海水は平野

天水起源の地下水は平野部の比較的浅い深度

深部に集中しています．さらに，有馬型塩水は南北

300 m 程度までのところで循環しており，一部断層の山地の断層周辺に分布していることが明示されに沿って地下 500 m 程度の深部まで浸透していまています．

す（図 4a-1, 図 4b-1）．一方，平野中央部の深い場

以上のように大阪平野の堆積盆全体の水塊構造

所には氷期以前の地下水が分布しており，この領を 3 次元可視化し，異なる起源を持つ地下水塊の広域では地下水が停滞的であることがわかります（図

域分布を明らかにしました（Shintani et al., 2022）．

4a-2, 図 4b-2）．

図4

大阪平野の淡水地下水を起源別に３次元プロットした図．

図5

大阪平野の塩水を起源別に３次元プロットした図．
NEWS LETTER Vol.11 No.2

23

新人研究紹介

６．おわりに本研究は，大阪平野全体の広域地下水流動の特徴
を地球化学的観点から明らかにしました．また，流加藤 進・安田善雄，西田英毅，2000．秋田・山形
地域油・ガス田の地層水の地球化学，石油技術協会誌，65，229-237．

域全体の地下水賦存状態を理解するためには，3 次

蔵 田 延 男・ 村 下 敏 夫・ 後 藤 隼 次・ 阿 部 喜 久 男，

元モデルが有効であることを示しました．これらの1957．尼崎市工業用水源小規模地域調査報告

成果は，複雑な水文地質システムを包括的に理解す－淀川水系地域調査第 1 報－，地質調査月報，8，

ることができます．また，この知見は持続的に利用

281-300．

可能な水資源の確保や環境問題の解決に向けた地

Lavastre, V., Jendrzejewski, N., Agriner, P., Javoy,

下水管理に不可欠です．将来的な研究では，継続的

M. and Evrard, M., 2005. Chlorine transfer out

なモニタリングや高度なモデリング技術を活用し

of a very low permeability clay sequence (Parisて，変化する状況に適応することで，持続可能な地

Basin, France): 35Cl and 37Cl evidence. Geochim.

下水資源管理を可能にすることが期待されます．

Cosmochim. Acta 69, 4949–4961
牧野和哉・益田晴恵・三田村宗樹・貫上佳則・陀安

引用文献

一郎・中屋眞司，2010．水質から推定される

Edmunds, W.M., 2001. Palaeowaters in European coastal

大阪市とその周辺の地下水の涵養域，日本地

aquifers-the goals and main conclusions of the
PALAEAUX project. In Edmunds WM, Milne CJ(eds) Paleowaters in Coastal Europe: evolution ofgroundwater since the late Pleistocene. Geol. Soc.
London, Spec. Pub. 189, 1–16.
林 武司，2005．酸素・水素安定同位体比を用いた地下水調査，地下水技術，47，27-35．
Ikawa, R., Machida, I., Koshigai, M., Nishizaki, S.,
Marui, A., 2014. Coastal aquifer system in late
Pleistocene to Holocene deposits at Horonobe in
Hokkaido, Japan. Hydrogeol. J. 22, 987–1002
岩津 潤・鶴巻道二・市原優子，1960．大阪市西部の地下水の水質とそれに関連する諸問題，日
本地下水学会誌，2，23-36．
James, R.H., Allen, D.E., Seyfried Jr., W.E., 2003. Anexperimental study of alteration of oceanic, crustand terrigenous sediments at moderate temperatures(51 to 350℃): Insights as to chemical, processes
in near-shore ridge-ﬂank hydrothermal systems.
Geochim. Cosmochim. Acta 67, 681–691
加藤 進・梶原義照，1986．新潟地域・ガス田付随
水の水素および酸素の同位体組成．石油技術協会誌，51，113-122．

下水学会誌，52，153-167.
Masuda, H., Sakai, H., Chiba, H. and Tsurumaki, M.,
1985. Geochemical characteristics of Na-Ca-ClHCO3 type waters in Arima and its vicinity in thewestern Kinki district, Japan. Geochem. J. 19, 149–
162.
Matsubaya, O., Sakai, H., Kusachi, I. and Satake, H.,
1973. Hydrogen and oxygen isotopic ratios andmajor element chemistry of Japanese thermal water
systems. Geochem. J. 7, 123–151.
Morikawa, N., Kazahaya, K., Yasuhara, M., Inamura,A., Nagao, K., Sumino, H., Ohwada, M., 2005.
EstimationofNEWS LETTER Vol.11 No.2

residencetime

in a geologically active region by coupling
4He

concentration

ratios.

Geophys.

with
Res.

heliumLett.

isotopic

32.

L02406<doi:10.1029/2004GL021501>
中田 高・今泉俊文，2002．活断層デジタルマップ，
東京大学出版，ISBN-978-4-13-060740-7
中屋眞司・三田村宗樹・益田晴恵・上杉健司・本館佑介・日下部実・飯田智之・村岡浩爾，2009．
環境同位体と水質より推定される大阪盆地の地下水の涵養減と流動特性，日本地下水学会
誌，51，15-41．

24

groundwater地球化学的解析から読み解く大阪平野の３次元広域地下水流動

大沢信二，網田和宏，山田誠，三島壮智，風早康平，

Tsurumaki, M., 1962. Quality of ground water in Western

2010．宮崎平野の大深度温泉井から流出する

Osaka, Japan with special reference to the genesis

温泉水の地化学特性と成因－温泉起源流体とof high-chloride zone. J. Geosci. Osaka City Univ. 6,

しての続成脱水流体－，温泉科学，59，295-

145–186319．

鶴巻道二，1972．東大阪地区における被圧地下水のRaiber, M., White, P.A., Daughney, J., Tschritter,C., Davidson, P., Bainbrige, S.E., 2012. Three-

水質とその水理地質学的解釈，地学雑誌，81，33-48．

dimensional geological modelling and multivariate

安原正也，高橋 浩，稲村明彦，高橋正明，風早康

statistical analysis of water chemistry data to平，半田宙子，林 武司，中村俊夫，太田友子，

analyze

2005．関東平野中央部における被圧地下水のandvisualize

aquiferstructureandgroundwater composition in the Wairau Plain,

14

Marlborough District, New Zealand. J. Hydrol.

－，名古屋大学加速器質量分析計業務報告書，

436–437, 13–34

19，184-188．

佐々木 昭，1977．安定同位体と鉱床．現代鉱床学の基礎「立見辰夫編，東京大学出版，77-95．

C 濃度分布－地質構造との関連性について

山本荘毅，1999．日本の地下水 CD-ROM 版，地下水技術，41，1-10．

Shintani, T., Masuda, H., Okazaki, K., Even, E., Ono, M.,

吉川周作・三田村宗樹，1999．大阪平野第四系層序

Marui, A., 2019. Characterization of groundwaterと深海底の酸素同位体比層序との対比，地質

2

18

–

based on δ H, δ O and Cl concentration beneath
the Osaka Plain, Southwest Japan. Geochem. J. 53,
235–247.

学雑誌，105，332-340．
You, C.-F., Castillo, P.R., Gieskes, J.M., Chan, L.H.,
Spivack, A.J., 1996. Trace element behavior in

Shintani, T., Masuda, H., Nemoto, T., Ikawa, R., Marui,hydrothermal experiments: implications for ﬂuid

A., Tanimizu, M., Ishikawa, T., 2022. Three-processes at shallow depths in subduction zones.

dimensional structure and sources of groundwater

Earth Planet. Sci. Lett. 140, 41–52.

masses beneath the Osaka Plain, Southwest Japan.
J. Hydro. Regional Studies, https://doi.org/10.1016/
j.ejrh.2022.101193

NEWS LETTER Vol.11 No.2

25

リサーチアシスタントの紹介

リサーチアシスタントの紹介に変形する大陸地殻深部の力学的な特性に興味を持っています．断層直下の岩石がどのように変形し，内陸断層にどの程度の歪を蓄積させ内陸地震につながるのかを明らかにすることが私の研究の目

産総研では，人材育成の一環として，平成 26 年

的です．しかし，内陸地震の発生サイクルは数千年度より「産総研リサーチアシスタント」制度を開始と非常に長く，その時間スケールの変形を実験室でしました．これは優れた研究開発能力を持つ大学院

再現するというのは非常に難しいです．そこで私の生（博士課程前期および後期）を契約職員として雇

研究では，ある変形機構において同一歪速度では粒用し，産総研の研究者と一緒に国の研究開発プロ

径が小さいほど変形しやすくなるという岩石の性

ジェクト等に参画してもらい，大学院生はその研究質を利用して，ファインセラミックスの技術を利用

成果を学位論文に活用できると言うシステムです．

して非常に細粒な模擬岩石を人工的に作成し，力大学院生からすると産総研で働きながら学位（修学特性を調べることを試みています．これにより，

士・博士）を目指すことになります．また，産総研

天然の非常に長いスケールの変形現象を実験室でとしては，意欲ある大学院生がプロの研究者になる

短時間で再現することが可能になります．

ことを応援し，併せて研究開発の促進をはかりま

発展途上な部分が多い手法ですが，改良を重ね合す．活断層・火山研究部門でも毎年複数名のリサー

成手法を確立することができたら，様々な地球構成

チアシスタントを雇用しています．

岩石の特性を解明する糸口となるのではないかと

リサーチアシスタントには産総研の研究開発に考えております．実験はうまくいかない事のほうが携わることで，研究者としての能力を身に着けると多いですが，試行錯誤を重ね，これからも全力で研ともに，国の研究開発に貢献する自覚も持っていた究に取り組んでまいります．ご指導ご鞭撻のほど，だきたいと思います．また，指導する研究者には，どうぞよろしくお願いいたします．

自分たちが指導者として大学院生とどう向き合う
かを考えつつ，共同で研究を進めることが重要と考えています．
「産総研リサーチアシスタント」制度の詳細については，下記の URL をご覧ください．
https://www.aist.go.jp/aist_j/collab/ra/ra_index.html

Kita Yukiko

Omori Ryousei

東邦大学理学研究科に所属している大森涼生と申し1 年で 4 月から地震テクトニクス研究グループにおい東北大学大学院理学研究科てリサーチアシスタントに地学専攻の博士課程後期に在従事しております．リサー

籍している喜多倖子と申しま

チアシスタントとしては産す．この 4 月からリサーチア

総研のプロジェクト「防災・シスタントとして活断層・火減災のための高精度デジタ

山研究部門地震テクトニクス

ル地質情報の整備事業」の斜面災害情報の整備に参研究グループに所属させてい加しており，粘土鉱物が地すべりに与える影響を研

ただいております．

究しています．

私は，室内実験により地球

26

大森 涼生

ます．現在は博士前期課程

地震テクトニクス研究グループ
喜多 倖子

地震テクトニクス研究グループ

粘土鉱物は，摩擦強度が弱い鉱物で地すべりやの構成岩石の変形特性を調べる研究を行っていま

地震を引き起こしやすい要因と考えられています．

す．特に，大陸の内陸断層直下に位置し，延性的

実は学部時代の研究は地すべりではなく，地震の研NEWS LETTER Vol.11 No.2

リサーチアシスタントの紹介究をしていました．具体的には，地震は断層運動にす．そこで，学部の卒業研究では別府湾の北岸にあよって発生しており，地震前は断層帯周辺で変化る糸ヶ浜海岸で発見された巨礫群に着目し，これら（体積の膨張や弾性波速度・振幅の変化）が発生すの巨礫群の分布をシミュレーションにより再現し，るといわれています．このような前兆現象を室内岩

当時の地震の規模を推定することを試みました．

石摩擦実験でとらえる研究です．地震と地すべりは

今後の研究ではより再現度の高い結果を得るた

異なる現象のように思えますが，どちらも摩擦現象

めにシミュレーションに加えて現地調査や理論的であることに変わりはありません．地震は地下深く

な数値計算を行っていきたいです．現地調査では，で発生するため目視することはできませんが，地巨礫の長軸の走向の計測や同じく別府湾内の糸ヶすべりは比較的浅く表層で発生し目視で現場を見浜海岸とは別の場所で発見された巨礫の調査を行ることができ，サンプルの回収もすぐにできます．

いたいと考えています．また，巨礫群内に混在してつまり，地すべりは大きな摩擦実験場と捉えることいる高波起源の台風石がシミュレーションを行うもできます．私は，地すべりの摩擦現象や粘土鉱物

上でノイズになっている可能性があり，これらを理との関連を調べることは地震の理解にも繋がるの論的な数値計算手法で識別したいと考えています．

ではと考えています．

これらの情報をシミュレーションに反映させるこ

学部時代に培った知識を生かしつつ，異なる専門分野の研究者と研究を行うことで新たな手法や専とで再現度が向上し，別府湾で発生した過去の地震
規模の解明につながると考えます．

門知識について学べる機会をいただき感謝してお

産総研の研究者の方々とともに研究させていた

ります．これからどうぞよろしくお願いいたしま

だける貴重な機会に感謝しております．RA の 2 年

す．

間を通して多くのことを勉強させていただきたいと思います．どうぞよろしくお願いいたします．

海溝型地震履歴研究グループ
丸澤 治樹

Marusawa Haruki

信州大学大学院総合理工

海溝型地震履歴研究グループ
佐藤 史都

学研究科理学専攻地球学ユ

今年 4 月より海溝型地震

ニットに所属している丸澤

履歴研究グループにリサー

治樹と申します．現在修士

チアシスタントとして所属課程に在籍しており，本年している佐藤史都と申しま

4 月よりリサーチアシスタ

す．現在，信州大学大学院

ントに従事しています．

総合理工学研究科の修士課

Satou Fumito

私は津波の数値シミュ

程に在籍しております．私レーションに興味があり，は，津波によって形成され大分県の別府湾の沿岸巨礫を研究対象とし，津波にた堆積物（津波堆積物）のよる巨礫の移動シミュレーションの研究を行って研究に取り組んできました．地層中に存在する津波

きました．別府湾では過去数千年間で複数回の地震堆積物を識別し，過去数千年スケールの津波浸水履の痕跡が発見されており，そのうち 1596 年の慶長歴を調べることでその地域における津波の発生間

豊後地震の際に発生した津波による被害の記録が隔を見積もることができます．また，津波堆積物

残っています．しかし，詳細な地震や津波の規模はの分布範囲を基に津波数値シミュレーションを行分かっていません．また，津波は通常の波では動かうことで津波の規模を推定できる場合があります．

ない 1 m を超えるような巨大な礫を移動させるこ

私は，堆積物に含まれている珪藻と呼ばれる単細胞とが知られており，それらは津波石と呼ばれていま

藻類の化石を用いることで津波堆積物の識別を試NEWS LETTER Vol.11 No.2

27

リサーチアシスタントの紹介みています．水分がある環境に広く生育する珪藻は

地質変動研究グループ
前田 優樹

塩分や標高により種ごとの分布域が細かく分かれているため，堆積物の起源を推定したり，古環境を復元する際に広く用いられています．津波堆積物の研究においては，対象とする堆積物に含まれる珪藻を分析することでそれが陸源なのか，それとも海からもたらされたものなのかを判別することに利用されています．また，津波堆積物の前後における化石群集の種構成の変化から過去の環境を推定し，津波をもたらした地震に起因する地殻変動との関連を議論することもあります．学部の卒業研究では日向灘に面する宮崎県の沿岸低地で調査を行い，約4600 年前の津波堆積物の識別や地殻変動履歴の復元を試みました．現在は，同じ手法を用いて別府湾
周辺の沿岸湿地で研究を進めております．別府湾の海底には活断層が存在しており，かつてこの活断層が震源となった地震によって沿岸部に繰り返し津波が襲来していた可能性が先行研究によって指摘されております．私の研究を通じてこれらの規模や発生間隔の解明に寄与できればと考えております．
昨年から産総研の技術研修員としてお世話になっており，今年度も引き続き学びの機会をいただいていることに大変感謝しております．今後ともどうぞよろしくお願いいたします．

Maeda Yuuki

東北大学大学院理学研究科地学専攻に所属している
前 田 優 樹 と 申 し ま す．4 月より前期博士課程に在籍しており，また地質変動研究
グループにて RA として研究をおこなっております．
現在は沖積平野上の河川による微地形を主な対象として研究をおこなっております．大学の授業を通して，どこまでも平坦だと思っていた沖積平野に微地形が存在して，その形成に河川が大きく関係していることに興味を抱き，現在の研究をおこなっております．
卒業論文では阿武隈川の河口域を対象として，河道の変遷やそれに伴う微地形発達の過程について研究をおこなっていました．この地域では浜堤平野
上に阿武隈川の放棄河道や自然堤防が観察できる地域であり，これらが形成された過程についてボー
リング調査等を通して研究をおこないました．産総研においては卒業論文の研究をさらに発展させて，ボーリングで得られたサンプルに対して OSL 年代測定をおこなうことで地形の形成時期，形成速度などを解明したいと考えております．
まだまだ未熟ではありますが，産総研という素晴らしい環境における多くの体験を通して成長していきたいと考えております．どうぞよろしくお願い
します．

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NEWS LETTER Vol.11 No.2

外部委員会等 活動報告

外部委員会等 活動報告（2024年4 月～5 月）

2024 年 3 月追加分

2024 年 4 月 26 日
地震調査委員会長期評価部会海域活断層評価手法
等検討分科会（岡村出席／ web 会議）

2024 年 3 月 25 日
科学技術・学術審議会 研究計画・評価分科会 宇宙開発利用部会（第 84 回）（田中出席／ web 会議）
2024 年 4 月 -5 月
2024 年 4 月 5 日
南海トラフ沿いの地震に関する評価検討会，地震防災対策強化地域判定会（北川・板場出席／ web 会議）
2024 年 4 月 9 日
科学技術・学術審議会 研究計画・評価分科会 宇宙開発利用部会（第 85 回）（田中出席／ web 会議）

2024 年 5 月 9 日
南海トラフ沿いの地震に関する評価検討会，地震防災対策強化地域判定会（北川出席／ web 会議）
2024 年 5 月 13 日
地震調査研究推進本部地震調査委員会（北川・岡村
出席／ web 会議）
2024 年 5 月 20 日
地震調査委員会長期評価部会海域活断層評価手法
等検討分科会（岡村出席／文科省）

2024 年 4 月 9 日
地震調査研究推進本部地震調査委員会（宮下・岡村
出席／ web 会議）

2024 年 5 月 21 日
科学技術・学術審議会 測地学分科会 地震火山観測
研究計画部会（第 57 回）（田中出席／ web 会議）

2024 年 4 月 23 日
火山調査研究推進本部 第 1 回火山調査委員会（篠原・石塚出席／文科省）

2024 年 5 月 22 日
第 243 回地震予知連絡会（北川出席／ web 会議）

2024 年 4 月 23 日
科学技術・学術審議会 研究計画・評価分科会 宇宙開発利用部会（第 86 回）（田中出席／ web 会議）

I E V G ニ ュ ー ス レ タ ー Vol.11 No.2（通巻 62 号）
2024 年 6 月 発行
発行・編集
編集担当

国立研究開発法人 産業技術総合研究所
活断層・火山研究部門
今西和俊・大坪 誠・東宮昭彦・黒坂朗子

問い合わせ〒 305-8567

茨城県つくば市東 1-1-1 中央事業所 7 群

Tel: 029-861-3511※ 4月1日から電話番号が変更になりました．
URL https://unit.aist.go.jp/ievg/index.html

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