神奈川県温泉地学研究所観測だより，第 61 号，2011．

地下水位に検知されたチリ中部沿岸地震 (M8.6) の地震動および津波
板寺一洋（神奈川県温泉地学研究所）

はじめに

図１に、地震が発生した平成 222005)。

日本時間の平成 22 年 2 月 27 日

年 2 月 27 日（日本時間）から４日

一方、真鶴と小田原の各観測点

15 時 34 分ごろ、南米チリ西部で間の、各観測点における地下水位のでは、地震発生後およそ 22 時間後巨大地震が発生しました。気象庁

推移を示しました。チリ地震に関連から、1 〜 2 時間程度の周期で地下(2010) によれば震源の位置は南緯した水位の変化が観測されたのは、水が上下に変動している様子がわか36.1 °， 西 経 72.6 °， 深 さ 60 km，6 か所の観測点のうち、小田原、南ります。これらは日本各地の沿岸地震の規模を示すマグニチュードは足柄、真鶴、二宮の４観測点でした。に津波の到達した時刻と対応して8. ６とされています。

これらの観測点では、地震発生時刻います。このうち、真鶴の地下水

この地震により津波が発生し、日から約１〜 2 時間後に、数 mm か位は 0.1m 程度の振幅で変化してお本の太平洋沿岸地域を中心に大津波ら数 cm 程度の振幅で地下水位が上り、津波の影響が顕著に現れていま警報や津波警報が発表されました。

下動している様子が認められます。

す。これは、真鶴の地下水位が海水

実際に、地震発生から 20 数時間後グラフ上では分かりにくいのですと水理学的に連続しており、潮位変に到達した津波および、その後続波が、いったんその上下動が収まって化の影響が直接現れる ( 板寺 ,1999)

により、各地で浸水や漁業施設の損から４〜５時間後にも、さらに小さためと考えられます。津波の影響壊などの被害が発生しました。

い振幅で、再び地下水位が上下動しと見られる地下水位の変動は 2006

神奈川県沿岸では、この津波によていました。こうした地下水の上下

年 11 月 に 発 生 し た 千 島 列 島 東 方

る被害の報告はありませんが、三浦動は、地震により発生し、地球を周の地震（Ｍ 7.9）の後に、やはり真市、横須賀市、横浜市で、それぞれ回した表面波 ( 大木、2010) の影響

鶴で観測されました ( 板寺・伊東、

2 月 28 日の 14 時 26 分、14 時 48 分、を受けたものと考えられます。同様

2007)。

14 時 58 分に津波の第一波が観測の変化は、平成 16 年 12 月のスマされ、その後、最大で 0.4m の潮位

トラ島西方沖の地震 (M9.0) の後にの変動が観測されました (3 月 1 日も観測されています ( 板寺・伊東、

地震の影響による地下水位の変化
図１に示した地下水位そのものの神奈川県記者発表資料 )。この地震および津波の影響は、温泉地学研究所が地震・地殻変動観測の一環で観測を行っている地下水位にも認められました。その状況については、すでにトピックスとして、当所のホームページ上で公表しましたが、今回、その詳細について検討したので報告します。
チリ地震にともなう水位の変化
地下水位観測点の位置や観測の概要については原田・板寺 (2011) を参照してください。

図１

チリ中部の地震 (2010 年 3 月 27 日 ) の影響による地下水位の変動

観測だより 61 号，201113

補正後の地下水位(m)0.1

0.0-0.1

DATE
図２

BAYTAP-G による補正処理後の真鶴観測点の地下水位変化 (2010/02/27-03/07)

変化には、一日 2 回のピークを持グラムを用いました。て、上記の手順により潮汐や気圧のつ潮汐変化の影響などが含まれてお②解析する期間を 6 時間ごとに分影響を取り除いた水位の変化を示しり、表面波や津波によって地下水位割し、①で計算された各成分の和ました。図 2 から、津波の影響にがどれだけ影響を受けたかを見極め( 潮汐成分＋気圧応答成分＋トレンよる地下水位の変動が、2/28 の 14るのは難しくなっています。
そこで、

ド成分 ) の時間変化の様子を 4 次の時台から始まっていることや、その次の方法で、潮汐などの影響を取り多項式で近似する。

周期が約２時間であること、振幅が除くことにしました。

この近似式は、地震や津波の影響約 10cm 程度と実際に観測された①毎正時のデータについて、潮汐がなかったとしたら地下水位がどの潮位の変化と同程度であったことな解 析 プ ロ グ ラ ム BAYTAP-G( 田 村、ように変化したかを示すと考えられどがわかります。また、この変動が1995) により潮汐成分、気圧応答成ます。分割した各期間において、多いつ終息したかについては明瞭では分、トレンド成分などを計算する。

項式による近似式の相関係数は概ねないものの、少なくとも地震発生かなお、潮汐成分等の計算には、産１に近い値であったことから、近似

ら 4 日後の 3 月 3 日ごろまでつづ業技術総合研究所 地質調査総合セ式は妥当なものだと考えられます。

いていたことを読み取ることができンター活断層・地震研究センターの③②で求めた近似式により、一分ごます。

運用するホームページ「地震に関すとの地下水位を計算し、これを実際

図３には、地震が発生した 2 月

る地下水データベース “Well Web”の観測値から差し引くことにより、27 日から３月１日までの３日間に｣ (http://riodb02.ibase.aist.go.jp/

潮汐、気圧等の影響を取り除く。

ついて各観測点の水位データを上記

gxwell/GSJ/index.shtml) 上 で 公 開

図２に、津波の影響が最も顕著での処理により補正した後の水位変化されているユーザデータの解析プロあった真鶴観測点の観測結果についの状況を示しました。図 3 からは、

図３

BAYTAP-G による補正処理後の地下水位変化 (2010/02/27-03/01)

14

観測だより 61 号，2011

01000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

2010年2月27日15時30分からの経過時間(秒)
図４

傾斜計データを基準とした補正後水位の時刻のズレ

小田原、南足柄、真鶴および二宮の地下水位に対する津波の影響の出現たことによる見かけのものだと考え各観測点で、上述した表面波の影響時刻られます。注 )を明瞭に読み取ることができます。

ところで、地震波は毎秒数 km のそこで、表面波による水位変動と、特に、地震発生から約 1 〜 2 時間速度で伝わってきます。6 カ所の地データの時刻精度が保証されている

後の 16 時台から 17 時台にかけて、下水位観測点はおよそ 20km 四方傾斜計のデータとを比較することに地下水位が 1cm 程度の振幅で上下の範囲に設置されていますので、表より、各観測点における時刻のズレ動しています。これらは、地震によ面波の到達時刻の観測点間の差は最の推定を試みました ( 図４)。実際り発生した表面波 ( レイリー波 ) の大でも数秒から十秒程度であると考に、どのような仕組みで表面波が地

うち、震源から観測点に近い円弧をえられます。これに対して地下水位下水位に影響するのか明らかではあ

通過してきた R1、続いて、遠い円観測では 1 分間隔のデータを収録

りませんが、駒ケ岳傾斜計の東西成弧を通過した R2 の影響が現れていしていることから、表面波の直接的分 ( フィルター処理後 ) の変化と補るものと見られます。津波の影響にな影響が現れる時刻の観測点ごとの正後の水位変化のパターンに、概ねよると見られる水位の上下動は、す差を、観測結果により見極めること逆相関が認められることから、図４でに図１で示した真鶴や小田原のほは困難なはずです。ところが、図 3に示した星印のピークの出現時刻をかにも、二宮観測点でも認められ、には、表面波による地下水位の変動比較しました。その結果は表１に示

その振幅が数 mm 程度であったこの出現時刻が、観測点によって異したとおりです。とがわかります。

なっている様子が現れていますが、さらに、傾斜データとの比較によこれは、地下水位データに付加されり求めた時刻のズレを考慮し、補正た時刻データが観測点毎に設置され水位に最初に極大値が観測された時た時計によって管理されており、そ刻を読み取り、津波の影響の出現時の精度が観測点によって異なってい刻として表 1 に示しました。その観測だより 61 号，201115

結果、真鶴、小田原、南足柄の各観表１

傾斜データとの比較により推定した各観測点の時計のズレと、それを測点における津波の影響の出現時刻考慮して読み取った津波の影響の出現時刻．×は変動を読み取れなかったこ

は、潮位計による津波第一波の到達とを示す．

時刻 ( 上述 ) とほぼ同じであることがわかりました。
気象庁 (2010) によれば、神奈川県の相模湾沿岸における津波到達予測時刻は、概ね西側ほど遅くなっています。これに対して、表 1 に示した津波の影響の出現時刻は、６観測点中最も東側に位置する二宮よりも、西側の小田原、真鶴の方が早くなっています。横山ほか (1995) にであり、少なくとも地震発生から 416) 年の地下水位観測結果 , 観測

よれば、二宮観測井は大磯丘陵を構日後の 3 月 3 日ごろまでつづいてだより , 55, 19-22.

成する固結レキ層中に掘削されていいたことがわかりました。

板寺一洋 (1999)

温泉地学研究所ます。そのため、沿岸部に到達した

また、傾斜データとの比較により、の観測井における地下水位変化の津波の影響が、数 km 内陸にある二観測点ごとの時刻のズレを補正した

特徴とその補正について , 温地研

宮観測点まで到達するのに時間を要

結果、地下水位に対する津波の影響

報告 , 29, 57-64.

した可能性が考えられます。同じく出現時刻が観測点によって異なって

板寺一洋、伊東博 (2007) 神奈川県海岸線から数 km の地点に掘削されおり、足柄平野の地下水と海水との西部地域における 2006( 平成 18)

た小田原観測井では、海水との連続連続性や、足柄平野と大磯丘陵の地

年の地下水位観測結果、 観測だよ性が良いと考えられる真鶴とほぼ同下水帯水層の特性の違いを考慮する

り , 57, 19-24.

時刻に津波の影響が出現していま上で、興味深い結果が得られました。

気 象 庁 (2010)

す。このことは、津波の影響が、実2010 年 2 月 27

日 15 時 34 分頃にチリ中部沿岸

際の地下水の移動ではなく圧力変化

注)によって伝搬していることを示唆し時計は毎日少しづつ狂っていきまています。地下水位に津波の影響がす。このため、現地に職員が赴き、大木聖子 (2010) 地球表面を周回す出現する時刻の違いは、足柄平野の手動で時刻合わせをする必要がありる地震波 , 東京大学地震研究所

地下水と海水との連続性や、足柄平ました。実際には、定期点検等の限

ホームページ (http://outreach.eri.

野と大磯丘陵の地下水帯水層の特性られた機会にのみに時刻修正を行っ

u-tokyo.ac.jp/2010/02/201002̲の違いを考慮する上でも、興味深いているため、時刻のズレは数分程度chile/#SurfaceWave)

結果であると考えられます。となることもあり、しかも観測点ご

田村良明 (1995)．地球潮汐データとに、その程度が異なっていました。の解析，時系列解析の実際 II( 赤平成 22 年度に実施した観測システ

池・ 北 川 編 )，pp.150-165, 朝 倉

温泉地学研究所が地震・地殻変動

ムの一部更新により、こうした時刻

書店．

観測の一環で行っている地下水位観

精度管理上の問題点は解消されてい測により、平成 22 年 2 月 27 日 15ます。

まとめ

観測点ごとに設置されている参考文献

び津波の影響が捉えられました。

原田昌武、板寺一洋 (2011)

神奈

下水位観測施設と地下水位解析 ,神奈

潮汐解析プログラムにより潮汐や川県西部地域における 2010（平気圧等の影響を補正した結果、津波

成 22） 年 の 地 殻 変 動 観 測 結 果 ,の影響による地下水位の変動は、真観測だより , 60, 41-48.

鶴で、振幅が約 10cm 程度と実際

板寺一洋、伊東博 (2005)

観測だより 61 号，2011

横山尚秀、小鷹滋郎、板寺一洋、長川県西部地震予知研究のための地した地震 (M8.8) による表面波およ16

表資料 .

瀬和雄、杉山茂夫 (1995)

時 34 分ごろ、南米チリ西部で発生に観測された潮位の変化と同程度で発生した地震について , 報道発

神奈川県西部地域における 2004( 平成

温地研報告 , 26, 21-36.