科学188特集

Feb. 2009

活断層とは何か“揺れ” を予測する―― 活 断 層 情 報 を 地 震 防 災 に 活 か す入倉孝次郎 い り く ら こ う じ ろ う （ 愛 知 工 業 大 学 ）阪神・淡路大震災の教訓の 1 つとして，地震災こった地震を考えると，事前に活断層を認定する

害の軽減対策を推進するために，地震時の揺れ，ことは必ずしも容易ではないことがわかってきた．

特すなわち地震動の予測の重要性が認識されるよう

ここでは，地震災害の軽減対策の策定に必要な揺集になった．そのために信頼性の高い活断層情報がれの予測のために，どのような活断層情報が必要

活不可欠であることがわかってきた．阪神・淡路大かを整理し，地震動研究者から見た活断層研究へ

断震災以後も，2000 年鳥取県西部地震（Mw 6.7，Mjの期待と要望について述べる．

層，20077.3），2004 年 中 越 地 震（Mw 6.6，Mj 6.8）と，2007 年中越沖
年能登半島地震（Mw 6.7，Mj 6.9）

は，2008 年岩手・宮城内陸地地震（Mw 6.6，Mj 6.8）

何など内陸の活断層に起因する
震（Mw 6.9，Mj 7.2）

地震が起こったとき，震源となった断層がどのか地震が次々に起こっている．これらの地震では事ように動き，そこから大きな地面の揺れ，すなわ

前には必ずしも明確には活断層の存在が認定されち強震動がどのように生じるかがわかってきたのていなかった．

は，比較的最近のことである．揺れを引き起こす

活断層情報にもとづく “揺れ” の予測

しかしながら，2008 年岩手・宮城内陸地震で断層の動きは地中の現象なので，地表の断層の観は，地震後の調査で震源断層の延長の地表付近で察だけでは正確に知ることはできない．断層の動

活断層変位地形が断続的に見つかり，これらの地きを知る最も有効な情報は地震の震源の近傍で得形に沿って地震時に地表変状が生じたことが確認られる強震動記録である．米国カリフォルニアでされている ．中越沖地震のケースでは，電力会は，地震を引き起こす活断層が比較的わかりやす社による事前調査資料で明瞭な活断層があるのにいこともあって，1970 年代の後半から活断層の見逃されていたことが指摘されている ．能登半

近傍で高密度強震動観測が行われ，1979 年のイ島地震を引き起こしたと考えられる活断層も事前

ンペリアル・バレー地震をはじめとして続々と断の調査で認定できる資料が存在しながら ，近傍層近傍の強震動観測が得られ，1980 年代以降，の原子力発電所の耐震設計で適切なサイズの地震強震動記録を用いて波形インバージョンという手を設定されなかった．

法で断層のすべり分布を推定する研究が盛んに行

（1）

（2）

（3）

1995 年兵庫県南部地震を契機に始まった活断われるようになった（5）．日本でもやや遅れて同様層研究者と地震動研究者の共同研究の成果として，の研究が行われたが，強震動観測網が貧弱で震源活断層がどこにあるかがわかれば，その断層が動近傍での記録が得られなかったため，精度のよいいたときに生じる地震動の予測が可能になってき結果は得られなかった．1995 年兵庫県南部地震

た ．また，被害地での強震動記録の解析により，のとき日本で初めて震源断層の近傍で強震動記録

それに耐えられる構造物の設計についての研究もが得られ，ようやく断層すべりの詳細が精度よく大きく進展した．一方で，兵庫県南部地震以後起推定された（6）．

（4）

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“揺れ” を予測する

No. 2

この地震を契機に日本でも強震動観測網が整備され，その後は，地震が起これば震源近傍でも強189

活断層研究への期待:
2008 年岩手・宮城内陸地震に学ぶ震動記録が得られるようになった．大きな地震が起こると直ちに強震動記録を用いて波形インバー2008 年岩手・宮城内陸地震は，地震前には活ジョンにより断層すべりが求められるようになっ断層の存在が確認されていない地域に起こった．

た．その結果，被害を引き起こす強震動の生成に地震直後に行われた緊急地震観測で決められた精は，震源断層面内の不均質なすべり分布，とくに度の高い余震分布から，地震発生に関わった断層強い揺れを生成するアスペリティ（断層面内で通は西に傾斜した断層と考えられる．この余震域の常は強く固着しているが，地震時に大きくずれて東縁で南北約 20 km にわたり断続的に連なる地強い地震波を出す領域）の存在が重要な役割を果

表地震断層が確認された（9）．地震前に撮影されたたしていることが明らかになった．また，波形イ

航空写真の判読で活断層と認定された地形はこれ

ンバージョンで推定された断層の全面積やアスペらの地表変形にほぼ一致する．そこではトレンチ

特リティの面積などの断層パラメータは，地震規模調査も行われ，繰り返し地震が起こっていたこと集を表す物理量（地震モーメント）を介して，一定のが明らかになった（10）．

活スケーリング則で相互に関係していることが明ら震源に近い地点で観測された強震動記録を用い断かになった．われわれはこれらのスケーリング則て推定された震源破壊過程から，大きなアスペリ層にもとづいて，強震動予測のための震源断層をモティが破壊開始点の南側の浅い場所にあったこととデル化する手続きをレシピとしてまとめた ．特がわかった（たとえば，文献
（11）
（12））
．活断層

は定の活断層に発生する地震を想定したとき，このと認定された区間はそのアスペリティの地表地域

何

レシピを用いると誰でも同じ答が得られるというにほぼ対応する．経験的グリーン関数法を用いてか利点がある．このレシピの有効性は，内陸の活断合成された強震動と観測記録の比較から最適化さ層に起こった 1995 年兵庫県南部地震，2000 年鳥れた震源モデルは，破壊開始点の南側の大きなア取県西部地震などにおける地震動シミュレーショスペリティに加えて，北側にも小さなアスペリテンと観測記録の比較により検証されている ．

ィをもつ．合成された強震動は観測記録によく一

（7）

（8）

震源の北側の観測点

震源の南側の観測点

速度（cm/ 秒）

20−60−12060
速度（cm/ 秒）

南北方向20東西方向

30−60−12020−22030時間（秒）

観測波形

20
東西方向30402030時間（秒）400−2−440

南北方向0−440

速度（cm/ 秒）

速度（cm/ 秒）

60

合成波形

図 1 ――合成波形（細線）と観測波形（太線）の比較．南側の観測点は MYG004，北側の観測点はIWTH22．合成波形は比較のためにずらして表示している．両観測点とも合成波形は観測波形とよく一致していることがわかる．波形が一致するには振幅のみならず位相も合致する必要があるので，波形比較がモデルの正しさを判断する最も厳しい条件である．

科学Feb. 2009

致している
（図 1）
．経験的グリーン関数法は，観するために，重力異常，温度分布，高密度地震観測された小地震記録を用いて大地震の震源モデル測による地下構造のイメージングなどと組み合わを推定する方法である．大地震の震源域付近で発せた新たな活断層調査法の開発が期待されている．

生した小地震の記録は大地震と同じ伝播経路・表活断層情報は，地震調査推進本部の「地震動予層地盤特性をもつので，震源モデルとしてアスペ測地図」，中央防災会議の「首都直下地震の被害リティの位置や大きさが適切に設定されれば，大想定」，原子力安全委員会による「原子力施設の地震の合成波形が精度よく評価される．ここで得耐震安全性評価」などに広く活用されている．活られた最適モデルは，余震域から断層長さ約 40

断層研究の発展が日本における地震災害軽減のた

km，幅 20 km の震源断層を想定して，地震動予めの「切り札」になると考える．

測レシピにもとづいて推定されるアスペリティの文献

190

面積，応力降下量（地震前後の応力の差）とほぼ一特致する（13）．

集

これらの事実は，変動地形学的調査，地表地質活調査，地球物理学的調査などの調査で活断層を確断認し，それをもとに震源断層のパラメータの評価層を行うことができれば，信頼性の高い強震動予測とが可能なことを示している．しかしながら，岩は手・宮城内陸地震で露になったように，この地震

何を引き起こした活断層は地震前には特定されていかなかったこと，地震後の調査で変動地形学的に活断層の存在は明らかになったが地表で確認された活断層の長さは実際に地震を引き起こした震源断層に比べて短い，などの解明すべき多くの問題が残されている．地表で認定される活断層が地震時の震源断層の長さよりも短い場合があることはこれまでにも知られていた．地表ではその一部しか見えない活断層の地中での 3 次元的形状を推定（１） 鈴木康弘・他: 活断層学会 2008 秋季学術大会予稿集，S03（2008）（２） 鈴木康弘・他: 科学，78, 97（2008）（３） 片川秀基・他: 地学雑誌，114
（5）
, 791
（2005）（４） 入倉孝次郎: 月刊地球，号外 37，213（2002）（５） S. H. Har tzell & T. H. Heaton: Bull. Seism. Soc.
Am., 73, 1553
（1983）（６） Sekiguchi et al.: Bull. Seism. Soc. Am., 90, 974（2000）（７） 入 倉 孝 次 郎・三 宅 弘 恵: 地 学 雑 誌，110
（6）
, 849
（2001）（８） 入倉孝次郎: 京都大学防災研究所年報，46, A, 25（2004）（９） 遠田晋次・他: 活断層学会 2008 秋季学術大会予稿集，S04（2008）（10） 鈴 木 康 弘・他: 地 震 調 査 委 員 会（2008. 12. 8）
資料（2008）（11） 鈴木亘・他: 防災科学研究所ホームページ（2008）（12） 堀川晴央: 産業技術総合研究所活断層研究センター
ホームページ（2008）（13） 入倉孝次郎・倉橋奨: 活断層学会 2008 秋季学術大会予稿集，S02（2008）