５−７

2009 年 12 月伊豆半島東方沖の地震・火山活動に伴う傾斜変化
Crustal tilt change associated with volcanic seismic activity off the eastern coastof the Izu Peninsula in December 2009
防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

2009 年 12 月伊豆半島東方沖で地震が群発的に発生し，これに伴い傾斜変動が観測された．12月 17 日 23 時 45 分，18 日 8 時 45 分にはそれぞれ M5.0, 5.1 の地震が発生し最大震度 5 弱の揺れが観測されている．この領域では群発的な地震活動に伴って傾斜変動がたびたび観測されており，地震発生域へのマグマの貫入として良くモデル化されている 1）,2）．そこで，今回も傾斜変動について検討した．
第 1 図に 2009 年 12 月 13 日から 30 日までの伊豆半島東岸周辺の観測点での傾斜記録を示す．
Hi-net に併設された傾斜計のデータは 20 Hz 間隔でサンプリングされ常時つくばのデータセンターへ伝送されている 3）．第 1 図には，これをさらに 1 分毎に平均し 1 分サンプリングとした結果を示す．
傾斜記録を見ると，17 日 23 時 45 分および 18 日 8 時 45 分の地震に伴って傾斜記録が不連続に変化している．これは，地震の強い揺れにより傾斜記録にステップが発生したためと考えられる．また，傾斜記録にはスパイク状のシグナルが多数見られる．これは 1 分毎の平均化処理によりの周期 1 分以上の低周波成分が現れたことによる．震源が浅く震央距離も小さいため低周波成分の振幅が大きいものと考えられる．詳しく見るとスパイクの極性は観測点・成分毎にほぼ同じである．地震の主な発生域が水平方向におよそ 1 km × 0.5 km，鉛直方向におよそ 5km と狭く 4），さらに発震機構解がほぼ同じためと考えられる．大きなスパイクはおよそ M4 クラス以上の地震で見られた．スパイク状シグナルは 12 月 20 日以降目立たなくなっている．
傾斜記録の地殻変動成分を抽出するため以下の処理を行った．地震による不連続なステップおよびスパイク状シグナルを除去するため，1 サンプル（1 分）で 0.1 μ radian を越える変動をオフセットとして補正した．次いで，Baytap-G5）による潮汐・気圧補正，およびリニアトレンド補正を行った（第2 図）．処理結果を見ると，不連続な変化はほぼ除去されており，地震の影響が適切に取り除かれたと言える．また傾斜変動は，最も急なところでも 30 分でおよそ 0.1 μ radian 以下であり，上記のオフセット処理に大きな問題はないと考えられる．
第 2 図に示した期間 A から I の傾斜変化ベクトルおよび各期間に発生した地震の震央分布を第 3
図に示す．地震は 12 月 17 日 12 時（期間 B の始まり）前後から発生するが，傾斜変動はこれに先行して期間 A から見られる．この関係はこれまでの報告 6）と同じである．その後，傾斜変動は 20日の終わりにほぼ収束した（期間 G の終わり）．傾斜方向を見ると，IT2H（伊東 2）では，期間 Fを除いてほぼ北から北東方向である．これに対し，ITHH（伊東中）および OKAH（岡）観測点では，はじめ期間 A-B では北傾斜だったものが，期間 D-E では南西傾斜となっており傾斜方向の変化が大きい．今回の群発的活動に伴う傾斜変動は，防災科学技術研究所（2010）7）によりおよそ期間 A-Cおよび D-G に分けて岩脈の貫入によるとしてモデル化されている．このモデルより期待される傾斜変動を第 4 図に示す．傾斜変動の計算は Okada（1992）8） による．はじめ岩脈が深いうちは岩脈の両側に現れる隆起域の幅が大きいため，ITHH および OKAH はこの内側に入り北西傾斜となる（第 4図上図）．岩脈が浅くなると隆起域の幅が小さくなり両観測点とも隆起域の外側となり南西傾斜とな－ 217 －る（第 4 図下図）．一方，岩脈に近い IT2H は一貫して隆起域の内側に位置し，傾斜方向は北から北東の範囲に収まる．このように，観測された傾斜変動は岩脈が貫入した深さが浅くなったとしておおよそ説明可能である．地震活動でも，波形相関を用いた高精度相対震源決定の結果 4）を見ると，震源が時間とともに浅くなる様子が認められる．地震の発生域は，18 日 15 時を境として深さ 5km以深から 5km 以浅と浅くなる．これは，傾斜変化の方向が変わる時期とほぼ対応しており，関連が示唆される．しかし，この深さは岩脈モデルの上端深さとは必ずしも一致していない（第 4 図参照）．
相対震源決定の結果は震源の絶対的な位置に不確定さを含む場合があり，また岩脈モデルについても暫定結果であり，岩脈と震源分布の対応を明らかにするためにはさらに検討が必要である．
謝辞
気象庁の WEB ページで公開されている気象データを使用させていただきました．記して感謝いたします．
（木村尚紀）
Hisanori Kimura

参考文献1）Okada, Y. and E. Yamamoto（1991）Dyke Intrusion Model for the 1989 Seimovolcanic Activity OffIto, Central Japan, J. G. R., 96, 10363-10376.
2）上田英樹・山本英二・大久保正・村上亮・上野寛・宇平幸一（2003）2002 年 5 月伊豆半島東部群発地震活動に伴った地殻変動の開口断層モデル , 火山 , 48, 471-477.
3）Obara, K., K. Kasahara, S. Hori, and Y. Okada（2005）A densely distributed high-sensitivity
seismograph network in Japan: Hi-net by National Research Institute for Earth Science and Disaster
Prevention, Rev. of Sci. Instruments, 76, 021301.
4）浅野陽一（2010）2009 年 12 月伊豆半島東方沖の地震活動 , 連絡会報 , 84,161-163.
5）Tamura, Y., T. Sato, M. Ooe, M. Ishiguro（1991）A procedure for tidal analysis with a Bayesian
information criterion, Geophys. J. Int., 104, 507-516.
6）Okada, Y., E. Yamamoto and T. Ohkubo（2000）Coswarm and preswarm crustal deformation in theeastern Izu Peninsula, central Japan, J.G.R., 105, 681-692.
7）防災科学技術研究所（2010），傾斜変動の暫定変動源モデル，第 115 回火山噴火予知連絡会資料．
8）Okada, Y.（1992）Internal deformation due to shear and tensile faults in a half-space. Bull. Seismol.
Soc. Am. 82, 1018–1040.

－ 218 －ABCDEF G H I
TNGH N
ITHH
TNGH

IT2H
YOSH

TNGH EN, E down

OKAH

015 hPa

1320

ITHH EOKAH N

OKAH N

OKAH EOKAH EYOSH NYOSH NYOSH EYOSH E

IT2H NIT2H N
2.0 µ rad地震発生数
[count/hour]
網代気圧 [hPa]50

網代雨量 [mm]4020027

ITHH N

ITHH E

IT2H E50

TNGH EN, E down

ITHH N

2.0 µ rad40200

TNGH NIT2H E

地震発生数[count/hour]
網代気圧 [hPa]0Dec 200915 hPa13

網代雨量 [mm]2027

Dec 2009

第 2 図 第 1 図のデータから地震時のステップを除去し，BAYTAP-G
2009 年 12 月 13 日から 12 月 30 日までの傾斜時系列 (1 分値 )．観測点により潮汐・気圧補正を行い，リニアトレンドを除去した
位置は左上図参照．この期間の Hi-net 震源データによる 1 時間ごとの傾斜時系列 (1 時間値 )．図の見方は第 1 図と同じ．
地震発生数・気象庁網代観測点の気圧・雨量をあわせて表示した．
Fig. 2 Time series of tiltmeter records (1 hour sample) are plotted afterFig. 1 Time series of tiltmeter records (1 minute sample), frequency of earthquakes per
removing steps, tidal components and atmospheric pressure responsehour from NIED Hi-net, atmospheric pressure and precipitation at Ajiro fromestimated by BAYTAP-G6) and linear trend. Plotting method is theDecember 13 to 30, 2009. Station locations are shown in an upper left panel.
第1図
same as Fig. 1.
第2図防災科学技術研究所
防災科学技術研究所
木村尚紀
木村尚紀
第1図− 219 −A

Dec 17 00:00 - 12:00

B

Dec 17 12:00 - 24:00

C

Dec 18 00:00 - 12:00

E

Dec 19 00:00 - 12:00

F

Dec 19 12:00 - 24:00

strike 127°
dip 108°
depth 1.9 km
leng. 3.0 km
wid. 5.3 km
Open 31 cm

5 km

ITHH
OKAH
TNGH

D

IT2H
YOSH

Dec 18 12:00 - 24:00

IT2H

ITHH
OKAH
TNGH

8.0 μrad

YOSH
2 km

G

Dec 20 00:00 - 24:00

H

Dec 21 00:00 - 24:00

I

Dec 22 00:00 - 24:00

35.0

139.0

139.2

strike 129°
dip 90°depth 2.4 km
leng. 0.6 km
wid. 1.1 km
Open 210 cm

3.0 µ rad

第 3 図 第 2 図に示した期間 (A-F: 12 時間毎 , G-I: 24 時間毎 ) に観測され第 4 図 岩脈の貫入を想定した開口断層モデル ( 緑矩形 ) より期待た傾斜変化ベクトル．各期間の Hi-net による震央分布を橙丸で示される地殻変動．矢印は傾斜変化ベクトルを，コンター
す ( 一部自動処理結果を含む )．
は上下変動パターン ( 赤：隆起，水色：沈降 ) を示す．
第3図Fig. 3 Tilt change vectors for periods A to I in Fig. 2 (A-F: 12 hours,防災科学技術研究所
G-I: 24Fig. 4 Crustal deformations expected from tensile crack model (rectangle木村尚紀
hours). Orange dots show epicenters from Hi-net occurred in eachtimewith green lines) for dyke intrusion. Arrows denote第tilt4 図changeperiod (automatically determined hypocenters are partially included).
vectors and contour lines denote vertical deformations(red:
防災科学技術研究所
upheaval, sky blue: subsidence), respectively.
木村尚紀− 220 −