平成 22 年９月９日
地震調査研究推進本部
地 震 調 査 委 員 会「伊豆東部の地震活動の予測手法」報告書
地震調査研究推進本部地震調査委員会では、地震に関する調査研究の成果を収集・整理・分析し、主要活断層帯で発生する地震や海溝型地震について、その発生可能性の長期的な評価を行い、地震発生確率を公表している。また、余震の確率評価手法について検討し、とりまとめた報告書を公表している。気象庁では、この手法に基づいて、規模の大きな地震が発生した後の余震活動の見通しについて、適時発表している。
現時点では、長期的な評価および余震の確率評価以外に、地震活動を予測する手法が確立されていない。しかし最近では、関係機関の観測データを一元的に処理する業
務成果等、地震データの蓄積が進み、過去の地震活動の特徴を抽出・整理することにより、地震活動の予測的な評価が可能となる事例がいくつか見られている。
このことから地震調査委員会では、予測的な内容を含んだ地震活動評価を行うため、「地震活動の予測的な評価手法検討小委員会」を設置して、群発地震の性質等、過去の地震活動から得られる特徴の抽出・整理を行い、地震活動の推移・見通しについての評価手法を検討してきた。
今回、最初の事例として、伊豆東部で発生する群発的な地震活動を対象に、過去に発生した地震活動の特徴を抽出するとともに、地震活動の推移・見通しについての評価（予測）手法を検討し、「伊豆東部の地震活動の予測手法」としてとりまとめを行った。

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「伊豆東部の地震活動の予測手法」報告書の概要
１．伊豆東部で発生する群発的な地震活動について
伊豆半島東部の伊東市の沿岸から沖合にかけての領域（以下、「伊豆東部」）では、1978 年以降、群発的な地震活動が繰り返し発生しており、そのうち 1989 年７月の活動では海底噴火が発生した。これらの地震活動は、これまでの観測・調査結果から、地下のマグマ活動によって引き起こされることが分かっている。また、この地震活動ではしばしば顕著な地殻変動を伴う（図１、２）。
２．伊豆東部の地震活動の特徴について過去に発生した地震活動を基に抽出した、当該地域における地震活動の特徴を以下に示す（図３）。
・マグマ貫入量と地震活動の規模（地震回数）は比例する。
・マグマ貫入量と東伊豆ひずみ観測点（気象庁設置、以下「東伊豆」）の 24 時間ひずみ変化量には相関がある。
・マグマ貫入による地殻変動は地震活動に先行する。
・１回のマグマ貫入に伴う主要な活動期間は平均４日、長くて１週間程度である。
・東伊豆におけるひずみ変化が収まるとともに、主要な地震活動も終わりとなる。
また、地下深部におけるマグマの動きと地震活動との関係は以下のとおりである。
・地震活動に先行し、深さ 10km 程度からのマグマ上昇による地殻変動が始まる。
・マグマが上昇し、深さ７～８km あたりになると地震が発生し始める。
・マグマが深さ４～６km あたりまで上昇すると、地震活動は活発になる。
・マグマが更に上昇すると、地震はさらに増加する。
・マグマが地表近くまで上昇すると、低周波地震や火山性微動が発生し始める（1989 年の噴火時の事例）。
３．伊豆東部の地震活動の予測手法について
２．で示した特徴に基づき、とりまとめた予測手法を以下に示す。
○予測の対象とする現象
マグマ貫入によって引き起こされる地震活動（マグマの動き自体を予測するのではなく、貫入したマグマの動きとその量を推定し、それによって発生する地震活動を予測する。）○予測を行う項目①活動期間中の最大規模の地震のマグニチュード（Ｍ）とその地震による震度②震度１以上を観測する地震の回数③主たる活動期間○予測手法の概要
予測の流れを以下に記し、その概念図を図４に示す。
１）マグマ貫入に伴う地殻変動を検知

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２）検知した地殻変動よりマグマ貫入量を推定
・東伊豆の 24 時間ひずみ変化量とマグマ貫入量の関係式を用いる。
３）推定したマグマ貫入量から、地震回数を予測
・マグマ貫入量とＭ１以上の地震回数との関係式を用いる。
４）最大規模の地震のＭ（項目①）及び震度１以上を観測する地震の回数（項目②）を予測
・３）で予測したＭ１以上の地震回数から、グーテンベルク・リヒターの式（G-R 式）を用いて最大規模の地震のＭと震度、および震度１以上を観測する地震の回数を予測する。なお、震度予測は伊東市役所を対象とする。
５）主たる活動期間（項目③）を予測
・地震が多発する、主たる活動の期間を予測対象とする。
・１回の（マグマ貫入に伴う）地震活動期間は概ね４日、長くて１週間程度である。
・マグマの動きを監視し、２回目以降の貫入があればそれについて言及し、さらに４日～１週間程度地震活動が継続すると予測する。
・ひずみの変化が収まるとともに、主たる活動も終息したと判断する。
実際には、マグマの動きに伴う地殻変動データや震源分布をリアルタイムで監視しつつ、地震活動の予測を行うことになる。現時点で想定している監視の概念
図を図５に示す。
４．注意事項
本手法は過去の地震活動から抽出した特徴を基にとりまとめたものであり、過去の活動と同様の形式で発生する地震活動を予測する手法である。そのため、過去の活動とは異なる形で地震活動が発生した場合は、本手法による予測の適用外となることに留意する必要がある。
また、過去において、マグマ貫入による活発な活動が収まった後、活動域の端あるいはその周辺で、やや規模の大きな地震が発生することがあった。この様な事例があることや、マグマ活動によるもの以外の地震が発生する可能性があることについても留意する必要がある。
さらに、マグマが地表付近まで上昇した場合には、1989 年の群発地震活動の様に火山噴火に至る可能性があるが、今回とりまとめた予測手法はあくまで地震活動の推移を対象とした予測であり、火山噴火については適用外となる。
５．今後に向けて本手法は、体積ひずみ計で観測されたひずみ変化量を用いた経験式によりマグマ貫入量などの推定を行い、マグマの上昇については地震活動の監視により検知し、地震活動を予測するものである。この手法では、地震活動の原因となるマグマの挙動について、間接的に観測していることになる。今後、傾斜計データなど別の地殻変動デー

3タも用いて、マグマの量・位置・動きをリアルタイムで直接監視することにより、より高精度の予測が可能となると考えられる。

4伊東市大原（震度計）鎌田（地震計）東伊豆（体積ひずみ計）

図１．伊豆東部の地震活動の概略位置図

東伊豆ひずみ鎌田地震回数活発な地震活動

図２．地震活動と地殻変動の関係

512500×S2
Ｎ＝3010000

Ｍ１回数マグマ貫入量（百万 ３ｍ）

浅い活動（多い場合）
410010010107500

5000＝Ｎ15

浅い活動
（平均）

24×S

2500
Ｎ ＝ 3×S

11
10

1000

1000

0100

最大ひずみ 24 時間変化量 (n strain)0

マグマ貫入量とひずみ変化の関係

200300

ひずみ2424 時間変化量
時間変化量
ひずみ
1 0マグマ貫入量 2 0マグマ貫入量

24

深い活動
4 0 0 （ nstrain ）3 0 （ 百 万ｍ ３ ）地震活動の規模とマグマ貫入量の関係

100
10

活動
日
数 5

454
95
単期間
No.20
No.30
No.18

No.11
No.24
No.37

6
100

50

100

150

200

250

300

期間の頻度分布2424時間変化量
時間変化量 （ステージ毎、n（ステージ毎、nstrain）strain）

主な活動期間とひずみ変化の関係

図３．今回抽出された伊豆東部の地震活動の特徴

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・地殻変動・地震活動

マグマの動きとその量
推定量と深さ動き

予測

地震の発生回数（Ｍ１以上）
Ｇ-Ｒ式を用いて予測

活動期間最大地震のＭ

有感地震の数

図４．今回とりまとめた予測手法の概念図

マグマの動き

0～2km

2～3km

7～8km

10km

目安となる
概ねの深さ

地表あるいはその近くへ上昇

•
•

さらに上昇

•

マグマの上昇開始

低周波地震
微動

噴火警報へ

地震活動の予測

地震のさらなる増加

浅い場合（多い）の式を適用•••

浅部まで上昇マグマの上昇

予測

•
•

地震の増加
震源が浅部へ移動
傾斜・地下水位変化

地震活動の予測浅い場合（平均）の式を適用

地震活動の予測

地震の発生
震源の移動

深い場合と浅い場合の式を並行して適用

防災体制の準備• 地殻変動（ひずみ、傾斜、地下水位等）¾マグマの上昇を監視¾再度の大きなマグマの貫入がないか監視

図５．マグマの動きとその監視の概念図

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本手法の対象

4～6km

観測される現象とその監視