活 断層・火山 研 究部門

Research Institute of Earthquake and Volcano Geology

2019 年

2 月号

IEVG ニュースレター
Vo l . 5 N o . 6

NEWS
LETTER[ 研究現場紹介 ]活断層トレンチ調査白濱吉起（活断層評価研究グループ）

はじめにいます．そのため，昔いつ動いたのかがわかれば，活断層の調査の大きな目的は，活断層の位置を特

将来の予測に役立てられます．

定することと，その断層がいつ動いたのかを知るこ

トレンチ調査は，①掘削場所・位置の選定，②トとです．いつ動いたのかを知るための重要な手法

レンチの掘削と整形，③トレンチ壁面の観察と試料がトレンチ調査です．トレンチ調査では，活断層を採取，④埋戻しという順番で行っていきます．産総

横切るように幅 5～10 m，長さ 10～20 m，深さ 3～
6 m の溝（トレンチ）を掘削して，人工的に露頭を作り出し，地層や断層の様子を観察します．入念に観察することで，断層がいつ動いたのかが見えてきます．例として概念図で説明しますと，図 1 の地層
B は断層 F1 に切られていますが，地層 A は切られていません．なので，断層 F1 が動いた（地震を起こした）時期は地層 A が堆積する前で，地層 B が堆積した後ということがわかります．断層は同じところがほぼ一定の周期で何度も動くと考えられてContents

図 1 トレンチ壁面の概念図．断層 F1 は B～D 層を切り，A 層に覆われる．

01

研究現場紹介活断層トレンチ調査 …… 白濱吉起

05

シンポジウム

活断層に関する韓国 KIGAM-GSJ の研究協力 …… 宮下 由香里

10

プレス発表

沈み込むプレート内の力の状態と水の挙動がスロー地震の発生に影響を与える …… 大坪 誠

14 外部委員会活動報告 2018 年 12 月～2019年1 月

1

活断層トレンチ調査

研では 2016 年 4 月に発生した熊本地震の後，布田

作業スペースが確保できる場所を候補地として選

川断層帯及び日奈久断層帯沿いのいくつかの地点定します．候補地を選定しましたら，現地調査を行でトレンチ調査を行ってきました．そのうち，阿蘇

い，トレンチに適した場所であるのかを調べます．

カルデラの中で行った調査を例にトレンチ調査現

同時に，土地の管理者に使用履歴について情報収集場を紹介します．

するとともに，可能であればボーリングやトレンチの掘削許可を頂きます．

① 掘削場所・位置の選定

人工改変によって元の地形が失われているよう

トレンチの長さはおおよそ 15～20 m ですので，な場合，断層線の絞り込みが難しくなり，必ずしもその範囲まで断層の位置を絞り込む必要がありま

狭い範囲に断層線が特定できるわけではありませす．まず，空中写真や地形データから，断層の位置

ん．そのため，調査前には層序ボーリングを行い，を推定します．断層は岩盤に出来た割れ目ですの

地質断面を作成するなどして，断層線の位置を入念で，地下では面的な広がりを持ちます．そのため，に調べる必要があります．ただ，例外的に断層線

地表での断層の出現位置は線状に分布し，これを断が明確に特定できる場合があります．大きい地震層線と呼びます．繰り返し動いている活断層の場が起こると地表に地割れ等の形で断層が地表に現合，断層線に沿って特有の崖や谷地形が形成される

れることがあり，これを地表地震断層と呼びます．

ので，地形の特徴を元におおよその断層線が推定で

地表地震断層は地下で地震を起こした断層面につきます．その中で幅約 100 m 程度の範囲内まで絞ながっていると考えられるため，地表地震断層を横り込める断層線上でトレンチ掘削ができそうな場切るようにトレンチを掘削すれば壁面に断層が出所を探します．大抵は耕作地や空き地といった広いてくる可能性が非常に高いです．沢津野トレンチの図 2 トレンチ掘削位置の地震後の様子（A）とボーリング調査の様子（B-C）．（A）トレン
チ掘削前の畑の変状．熊本地震に伴い，畑中央が沈降し，地表地震断層（白矢印）が出現した．
（B）ボーリング調査の様子．（C）ボーリング掘削位置．地層の厚さを比較するため，谷をはさむ 2 地点（牧場内）と内部の 1 地点（畑中央）で掘削を行った．

2

NEWS LETTER Vol.5 No.6

研究現場紹介場合は，熊本地震時に生じた地表地震断層を対象に

がら慎重に重機で掘削を進めます（図 3B）．しかし，トレンチ調査を行いました（図 2A）．トレンチ調査

掘り始めてみると想定した位置に断層が出ないこ

で重要な点は壁面に断層を捉えることだけではあとが往々にしてあります．その時はトレンチの長さりません．活動履歴を推定するために理想とされるを延長したり，更に深く掘ってもらったりと臨機応

トレンチ調査地点は，おおよそ 1 万年前以降の堆積変に対応します．また，掘削中に土器や遺跡が出土物が連続して堆積していた場所です．沢津野トレンすると，考古学的な調査が完了するまで工事は中断

チを掘削した地点は断層崖に挟まれた谷の内部にされます．後戻りできない作業ですので，予想通り

位置しています．地震のたびに中央部が落ち込むこに断層が出るのか最も緊張する瞬間でもあります．

とが予想されましたので，堆積物が溜まりやすいと重機による掘削が完了したら壁面を丁寧に整形し考えられました．ボーリング調査により堆積物の状ます（図 3C）．ねじり鎌や鍬やスコップなどの道具況を調べたところ（図 2B, C），予想通り畑の中央を駆使して，全て手作業で壁面を平らにし，清掃し部が大きく落ち込む様子が確認でき，火山灰やローます．壁面の整形中に測量の基準点となる木杭や板ム層が厚く堆積していることが確認できました．

（丁張）を設置しておき，整形が終わり次第，観察しやすいよう水糸を張ります（図 3D）．

② トレンチの掘削と整形掘削を行う前に，断層の位置や傾斜を予測し，断③ 壁面の観察と試料採取層がトレンチ壁面の観察しやすい位置に来るよう

整形後はまず，最も壁面がきれいな状態を撮影しに掘削範囲や掘削深度を決めます（図 3A）．地層が記録しておきます．次に，1/20 程度のスケールで崩れやすい時には，安全のため壁面の角度を 45˚ ま

壁面のスケッチを作成します（図 4A）．スケッチをで浅くすることがあります．諸々が決まりました

取りながら地層の分布や断層がどこにどのようにら，地質調査会社と重機のオペレーターと相談しな伸びているかを観察します．調査後は埋め戻してし図 3 トレンチ掘削と壁面の整形の様子．（A）紐で掘削範囲を設定．（B）重機での掘削中の様子．ブルーシートは雨天時の壁面保護のために設置．（C）壁面の整形．ねじり鎌を使用し，すべて手作業で行う．（D）水糸張りと丁張の設置．
NEWS LETTER Vol.5 No.6

3

活断層トレンチ調査

まうので，観察や記録は一週間以上かけて入念にトレンチ調査の後は，採取した試料の分析や年代行います．ある程度観察ができたら，地層の年代測定などを行います．それらの結果は報告書や論文を定めるための年代測定試料の採取を行います（図にまとめられ，大抵は数年以内に公表されます．

4B）．火山灰分析や放射性炭素年代測定を行うことが多いですが，時には土器片が出土しますので，そのときは専門の機関にお願いして年代推定の一助
とします．

おわりに
我々の調査は，現地住民をはじめ，自治体関係者の方々のご理解とご協力がなければ成り立ちません．また，限られた時間の中で質の高い調査を行う④ 埋戻しためにも地質調査会社との業務分担が不可欠です．

埋め戻す前には，アウトリーチ活動の一環とし多くの方々に支えられている研究であることを念て，周辺住民や研究者を対象にした一般公開を行い頭に置き，今後も良い研究成果を得られるよう努力ます．沢津野トレンチの場合，熊本地震後というこしていく所存です．

とで特に注目度が高く，テレビ局や新聞社からの取近年は大きな地震があるとどこの断層がどう動材もありました（図 4C）．また，近隣の小中学校かいたのかということが報道されるようになり，活らの見学希望に対応することもあります（図 4D）．

断層に興味を持つ方も増えてきたように感じます．

全ての調査が完了すると埋め戻しです．埋め戻す

もしお住まいの近所で活断層トレンチが公開され直前は壁面をきれいに保つ必要がなくなるため，断ていましたら，足元の地層や断層を見られる貴重層周辺を深く掘り下げてもらったり，断層面を掘りな機会ですので，是非見学に行ってはいかがでしょ

出して条線（断層が動いたときに断層面にできる擦うか．

り傷）を調べたりといった調査をします．埋め戻した後は元通り使えるように原状回復に努めます．

謝辞：一部宮下氏撮影の写真を使用しました．

図 4 掘削後の調査やトレンチ見学への対応．（A）スケッチ中の様子．（B）試料採取の様子．
採取予定箇所にピン（白い点）を打ち，順番に採取している．（C）テレビ局からの取材（D）
トレンチ見学の様子．部活動中の中学生からの見学希望に対応．

4

NEWS LETTER Vol.5 No.6

シンポジウム

シンポジウム

活断層に関する韓国 KIGAM-GSJ の研究協力
宮下由香里（活断層評価研究グループ）

はじめに

ジェクト関連で KIGAM を訪れました．2016 年熊2018 年 11 月 27 日～30 日 に， 韓 国 KIGAM に

本地震の直後であったため，セミナーでは，山口県て， 第 1 回 International Symposium on Earthquake

での活断層調査研究の他に，急遽，熊本地震の話をGeology（ISoEG 2018）が 開 催 さ れ ま し た． 本 シ ン

しました．当時 KIGAM には活断層を専門とする研ポジウムは，産総研地質調査総合センター（GSJ）

究者は 1 名しかおらず，多くの方に「日本は地震

国 Korea Institute of Geoscience and Mineralが多くて大変ですね」と言われたことを憶えていResources（KIGAM） と の MOU に 基 づ く も の で，ます．翌日以降は，白亜系や地質構造線（断層帯）

GSJ からは宮下，吾妻，丸山，白濱の 4 名が参加しを観察する巡検に連れて行っていただきました．慶ました．以下に，ここに至るまでの GSJ-KIGAM の州も訪れ，Yangsan 断層（慶州地震を引き起こした研究協力の経緯と，シンポジウムの概要を紹介しま断層と考えられています）が作る大地形や，過去す．

に大地震を経験した結果，堅牢な作りになった（耐と韓

震設計が施されている）寺院などを見学しました．
これまでの経緯

この時は，2 ヶ月後に慶州地震が起こり，KIGAM

韓 国 で は，2016 年 9 月 12 日 に 慶 州（Gyeongju）
地震（ML 5.8）が発生しました．この地震は，韓国気象庁が 1978 年に観測を始めて以来最大の地震であり，原発が停止したり，KTX（韓国の新幹線）が緊急停止したり，地震を経験することが少ない韓国の人々を大変驚かせたとのことです．
慶 州 地 震 を 契 機 に， 韓 国 で はも激震に見舞われることになろうとは，夢にも思いませんでした．
観測史上初の大地震を契機に，KIGAM では組織改編が次々に行われました．地震直後には「地質図作成グループ員は，全員活断層調査をやるように」とまで言われたそうです．その後，活断層研究に関する GSJ との協力は，以下のように進んで行きます．

国内の活断層評価プロジェクト
が 始 め ら れ ま し た．GSJ は こ のプロジェクトへの協力要請を受け，2016 年 12 月 に GSJ-KIGAMの MOU の 下 に，LOI“Researchcollaboration on active faults andseismic hazards between Korea andJapan”を結び，研究協力を進めることとなりました．
もともと，GSJ と KIGAM の交流の歴史は古く，地質図作成プロ
ジェクトでは，毎年のように研究者を相互に派遣してきました．筆者 も，2016 年 7 月 に 地 質 図 プ ロ

写真１ 左：KIGAM Pohang Branch 慶州地震研究チーム設立シンポジウムで講演する桑原部門長．右：慶州地震研究チーム設立は，慶州地震後，活断層調査を切実に望む韓国国民の大きな関心事であったため，設立シンポには多くの報道陣が詰めかけていました．当日の様子は，早速ニュースで報道されました．（2017 年 1 月）

NEWS LETTER Vol.5 No.65

活断層に関する韓国 KIGAM-GSJ の研究協力

・2017 年 1 月：KIGAM Pohang Branch に慶州地震研究チーム設置（桑原，宮下が出席）（写真 1）・2017 年 2 月：KIGAM 6 名が来日．熊本県日奈久断層
帯見学（宮下，白濱が案内）（写真 2）・2017 年 9 月： 慶 州 に て International Earthquake
Cooperation Seminar 開催（吉見，丸山，近藤が発表）---- 2017 年 11 月：浦項（Pohang）地震（ML 5.4）が発生 ----

・2018 年 9 月：ソウルにて International Seminar on
Earthquake Policy Development 開催（桑原が発表）
・2018 年 10 月：KIGAM Geology Division に Center
for Active Tectonics 設置
・2018 年 10 月：KIGAM 2 名が来日．北海道標津断層帯見学（吾妻，宮下が案内）（写真 3）・2018 年 11 月：ISoEG 2018 開催（宮下，吾妻，丸山，白濱が発表）

第 1 回地震地質に関する GSJ-KIGAM 国際シンポジウム
シ ン ポ ジ ウ ム は 2018 年 11 月 28 日（ 水 ） に，
KIGAM 内のセミナー棟で行われました．セミナー棟は食堂に隣接しており，上階はゲストハウスとなっているため，来訪者にとっては便利な場所でした．余談ですが，ゲストハウスはバストイレ付
きの広めのビジネスホテル，といった感じで，ベッドにもかかわらずオンドル（韓国に古くから伝わる
床暖房）完備でとても快適でした．講演数は 10 件で，
うち 4 件が GSJ，6 件が KIGAM 研究者の発表でし
写真２ 熊本県日奈久断層帯のトレンチを見学する
KIGAM 研究者．全員が地質図作成グループメンバーで，活断層は見慣れないものの，構造地質学的，層序学的観
察眼はプロです．（2017 年 2 月）

た（表 1）．
韓国では，今世紀に入って以降，活断層研究の経験が少ないため，かつて（主に 1995 年兵庫県南部
地震以前）日本国内で繰り広げられていたような質疑が多く見られました．例えば，地震学者からは「トレンチ調査で観察される断層は地表付近だけの現象であって，地下の断層破壊とは関係ないのではないか」という質問が出されました．それに対し，「反
射法地震探査で地下まで断層が存在することが確認されており，同じ断層面で断層活動が繰り返し発生している事実がある」といったことが回答されました．また，構造地質学者からは，「活断層を理解するためには，まず，新第三紀の日本海（韓国では東海）拡大に関連した断層発達過程の理解が重要である」との意見や，これらと活断層のジオメトリー

写真３ 北海道標津断層帯のトレンチを見学する
KIGAM 研究者．壁面に現れた断層（写真奥側，皆が観察している足下〜正面あたり）の美しさもさることながら，韓国ではあまり見ることの無い火山灰の地層（壁面上部の黒い地層に挟まれる肌色の地層やその下のオレン
ジ色の地層等）や変動地形に感動されていました．
（2018
年 10 月）6NEWS LETTER Vol.5 No.6との関係やセグメンテーションの考え方に関する質問が出されました．
活断層やその評価に関する考え方を整理して，異なる研究分野の研究者にも正しく理解してもらう
ことは，研究を進めていく上でとても重要です．し

学会報告

表1

10:30

シンポジウムプログラム（下線が GSJ メンバー）

Opening talk: “current trends of active fault study in Korea and Jin-Hyuck Choi
strategies for international cooperation

11:00-11:30 Active fault research and its evaluation system in Japan: A case study Yukari Miyashita
for the Hinagu fault zone, Kumamoto Japan
11:30-11:50 Active faults and trench survey in the Ulsan Fault Zone, Korea

Chung-Ryul Ryoo

11:50-12:10 Geometric assessment of ML5.4 Pohang Earthquake using mainshock Pom-yong Choi
and aftershock data
Lunch
13:30-14:00 Mapping and analyzing active faults using high resolution topography Tadashi Maruyama
14:00-14:30 The application of highly dense and sequential radiocarbon dating to Yoshiki Shirahama
trench survey
14:30-14:50 Tracking on active fault zone through drilling work

Hoil Lee

14:50-15:10 100 MHz GPR survey plan for tracing active faults

Gobayasi Takao

Coffee break
15:30-16:00 Contents and structure of the Active Fault Database of Japan

Takashi Azuma

16:00-16:30 Crustal scale segment geometry of the Yangsan-Ulsan fault system

Jin-Hyuck Choi

16:30

Comprehensive Discussion

Dinnerかし，大地震や地表地震断層の出現を目の当たりにした経験がない研究者にそれを求めることは容易ではないと痛感しました．
巡検
シンポジウムに引き続き，11 月 29 日（木）～30 日（金）に，慶州（Gyeongju）～浦項（Pohang）地域を訪れ，野外観察を行いました．
ストップ 1 は慶州北部の沖積低地で実施中のボーリングサイトで，周辺の地形とコア観察を行いました（写真 4）．沖積層を基盤まで貫く深さ数 10 m の群列ボーリングと，断層帯を貫く様々な角度での斜めボーリング（最大掘進長 70 m 超）群を掘削しており，熊本日奈久断層帯調査を担当してきた筆者
は，「この規模のボーリング調査を熊本で実施することができれば！」と調査規模の大きさに羨ましさ

写真４ 慶州北部にてボーリングコア観察．道路上でコア箱を展開して観察，そしてアスファルト舗装を貫いてボーリング掘削をしていました．この道路方向（ほぼ東西）
が Yangsan 断層を横断する方向で，広大な沖積低地上で群列ボーリングを実施していました．
（2018 年 11 月，
以下の写真も同じ）を覚えました．しかし，コアの回収率が部分的にNEWS LETTER Vol.5 No.67

活断層に関する韓国 KIGAM-GSJ の研究協力

は 50% 以下と悪く，日本のボーリング掘削技術のも知れない．他の場所についても，韓国では先祖か高さを有り難く思いました（私達が通常の活断層調ら受け継いだ土地を掘り起こされるのを嫌うため，

査で実施しているボーリングでは，コア回収率はほ地権者さんの承諾を得るのがとても難しい」とのこ

ぼ 100% です）．

とでした．

ストップ 2 は慶州市街南部の国立公園内で，アクストップ 3 は慶州地震の震央付近で，過去の液状

ティブテクトニクスチームリーダーの Choi 博士が化の痕跡を探すことを目的として掘られたトレン

DEM 解析によって扇状地面上に認定した Yangsan

チを観察しました（写真 7）．壁面では，湖沼性も断層の断層崖を観察しました（写真 5）．扇状地面

しくは氾濫原堆積物と推定される細粒な堆積物のは新旧 2 面に区分され，高位の面には比高約 5 m

中に，多数の粘土脈が認められました．これらを周の崖地形が認められました（写真 6）．「ここでトレ氷河現象に関連した構造や，植物根の混入などの生ンチ調査を行いたいが，国立公園内なので難しいか

物擾乱とどのように区別するのかについて，活発な議論が行われました．
ストップ 4 は浦項の海岸沿いの公園ある地質博物館の展望台で，Ulsan 断層の東側（隆起側）の海岸に分布する海成段丘の地形観察を行いました．展望台からは 3 段の海成段丘群を見渡すことができました（写真 8）．これらのうち，最下位の段丘が最終
間氷期最盛期（海洋酸素同位体ステージ 5e）に形成された海成段丘と推定されており，これらの隆起が，Ulsan 断層の活動によるものなのか否かが重要な研究テーマです．沖合にも活断層の存在が推定されており，今後，海域の活断層調査も行われるそう

写真５ 慶州国立公園の看板前で，周辺の地形解析結果を説明する Choi 博士．慶州は新羅時代の王都で，世界遺産や多数の遺跡があります．

写真６ 慶州国立公園内の古墳（景哀王陵）付近の断層崖（？）．すぐ横では映画の撮影が行われていました．この風光明媚な場所でトレンチを掘るのは，確かに難しそうです．

8

NEWS LETTER Vol.5 No.6

です．余談ですが，浦項と言えば東洋最大級の製鉄会社 POSCO の町ですが，日本から見れば，海を挟写真７ 慶州地震震央付近で掘削された過去の液状化痕跡を探すためのトレンチ．説明しているのは Lee 博士．

学会報告

んだあちら側で，海鮮の町でもあります（写真 9）．
巡検後は，Choi 博士が同級生のご実家から取り寄せて下さったというカニを存分にいただきました．
今後に向けて
これまで活断層研究が積極的に行われていな
かった韓国で，活断層調査と研究が進められることは，同じ分野の研究者として心強く，喜ばしい限りです．新しく設置されたチームのリーダーである
Choi 博士は，「兵庫県南部地震発生後の日本や集集
地震発生後の台湾をモデルケースとして，韓国における活断層研究を発展させていきたい」と熱く語っていました．現在は，Yangsan 断層と Ulsan 断層の

写真８ 浦項の海岸にある展望台から海成段丘群を背景に記念撮影．左から Kobayashi 博士，宮下，Choi 博士，
吾妻，白濱，丸山．

調査と，韓国全土の活断層図の作成が，5 年計画で進められているところです．
韓国南東部の地形と地質は，日本の中国地方～北部九州地域と似ています．白亜紀の花崗岩と火山岩類が広く分布し，隆起量が大きくないのと降水による侵食量が大きいのとで，なだらかな山並みが続いています．活断層の活動性も，日本の中部地方などと比べると低く，はっきりとした変動地形が認定しにくい場所です．
活断層評価研究グループは，全国の活断層の調査と評価の研究を通して，見えにくい活断層の評価
手法や，長大な活断層の連動性評価手法の開発を目指しています．私たちの研究成果は，韓国の活写真９

浦項は鉄とカニの町．

断層調査・評価に生かされ，私たち自身も韓国から学ぶことが多いでしょう．今後も KIGAM と GSJで力を合わせて，評価が困難な活断層の調査方法・評価手法の研究を進めていきたいと思います．
謝辞：本文中に吾妻氏による KIGAM 訪問メモと，丸山氏撮影の写真を使用しました．

NEWS LETTER Vol.5 No.6

9

プレス発表プレス発表

沈み込むプレート内の力の状態と水の挙動がスロー地震の発生に影響を与える
大坪

はじめに

誠（地質変動研究グループ）

日から数週間，長くは数か月かけてゆっくり起こ

日本列島周辺では複数のプレート（地球の表面をります．スロー地震には，低周波地震（低周波微覆う，十数枚の厚さ 30～100 km ほどの岩盤のこと動），超低周波地震，短期的スロースリップ，長期で，地殻とマントルの最上部を合わせたもの）が接的スロースリップがあります．本研究でのターゲッ

していて，地震災害リスクを検討する上で，南海ト

トは深部低周波微動です（図 1）．こうしたスロー

ラフをはじめとするプレート境界での巨大地震の地震はプレート境界に存在する水によって誘発さ発生メカニズムを解明することは非常に重要です．

れると考えられています（例えば，小原，2007）．

特に南海トラフでは駿河湾から日向灘沖にかけて

プレート境界付近に大量の水が存在すると，地下のプレート境界を震源域として，約 100～150 年間の岩石の破壊に達するまでの摩擦が大きく下がり，隔で巨大地震が繰り返し発生しており（地震調査推数多くの微小な亀裂の連鎖的な破壊，つまり，ス

進本部，2013），今後の地震発生に向けて，早急なロー地震を発生させる可能性があります．産総研

減災・防災への対策が求められています．近年，南では高精度で観測が行えるように，中部地方から海トラフでは，「スロー地震」とよばれるゆっくり

四国地方にかけて地下水などの総合観測施設を設とした地震が発生しています（図 1）．日本列島直置し，南海トラフでのスロー地震の観測を行って下で発生するスロー地震の発生メカニズムを検討います（詳しくは，https://gbank.gsj.jp/wellweb/GSJ/する一環で，活断層・火山研究部門，地質情報研究

kaisetsu/gaiyou/gaiyou.htm を参照してください）．し部門，広島大学および海洋研究開発機構の共同研究

かし，紀伊水道周辺の下ではスロー地震の発生数がの成果として「An inhomogeneous across-slab conduit

少なく（図 1），その理由はこれまでよく分かって

controlled by intraslab stress heterogeneity in the Nankai

いませんでした．

subduction zone」というタイトルの論文が，2019 年
1 月 30 日付で Scientiﬁc Reports 誌にオンライン版として公開され（Otsubo et al., 2019），産業技術総合研究所の公式ホームページにもプレスリリースとして「日本列島直下に沈み込むプレート内の水の挙動がスロー地震発生に関係」を発表しました（https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2019/pr20190130/
pr20190130.html）．今回はその成果について紹介します．
スロー地震とは？
スロー地震は，普通の地震による断層のすべり（スリップ）よりもはるかに遅い速度で発生するすべり現象のことです（例えば，小原，2007）．サイレント地震やゆっくり地震とも呼ばれています．数
10

NEWS LETTER Vol.5 No.6

図 1 南海トラフにおけるスロー地震（深部低周波微動，赤丸）の分布（Obara et al ., 2010）．紀伊水道周辺の下ではスロー地震の発生数が少ないことが報告されています．

沈み込むプレート内の力の状態と水の挙動がスロー地震の発生に影響を与える

沈み込むプレート内部での水の通りやすい方向をでき，このうち，応力状態タイプ I は，応力がもつ力の概念で検討

最大主応力と中間主応力の大きさがほぼ同じであ

私たちの研究では，南海トラフで日本列島の下にることが分かりました（図 3 の赤枠）．応力状態タ

沈み込むフィリピン海プレート内に作用する力のイプ II は，最大主応力と中間主応力の大きさが異向きや大きさ（応力）を計算して，プレート内に含なり，中間主応力の向きが沈み込むフィリピン海プ

まれる水の挙動（量や流れる方向）を明らかにする

レートからユーラシアプレート下のマントルへ向ことにしました．応力とは，物体に力が加わる際の，いていました（図 3 の青枠）．

その物体内部に生じる力を示す物理量（方向と大き

水は岩石のすき間を移動するため，岩石中での水さ）のことです．応力は直交する三つの主応力軸の浸透率（多数の空孔を持つ物体（多孔質）が流体を持ち，大きい方から，最大主応力軸，中間主応
力軸，最小主応力軸となります．本研究では，沈み込むフィリピン海プレート内の応力から，プレー
ト内に含まれる水の挙動（量や流れる方向）を明らかにして，それをもとに，沈み込むプレートから直上のマントルへの水の供給モデルを提案しました．
そして，プレート境界付近で発生するスロー地震（特に深部低周波微動）に対してどの程度影響があるのか検討しました．
私たちは，沈み込むフィリピン海プレート内で発生している地震のタイプと分布に空間的な違いがあることに注目しました．まずユーラシアプレー
トの下に沈み込むフィリピン海プレート内の深さ
約 30～70 km で発生した地震データを抽出して（図2），逆解析法（Otsubo et al., 2008）を用いて地震発生に必要なプレート内の応力を計算しました．その結果，応力状態はタイプ I とタイプ II の二つに分類

図 2 南海トラフにおける深さ約 30～70 km でのフィ
リピン海プレート内部で発生する地震の分布．ここでは地震をメカニズム解の形で示しています．本研究では1997 年 1 月 1 日から 2009 年 12 月 31 日まで発生した地震を取り扱いました．灰色線は沈み込むフィリピン
海プレートが陸側プレートに接している深さを示します．

図 3 本研究で明らかとなった応力と水の流れやすい方向の関係．赤枠が応力状態タイプ I で，青枠が応力状態タイプ II を示します．灰色矢印は，応力の三つの主応力の向きを示し，矢印の大きい方から，最大，中間，最小となります．応力状態タイプ I では，最大と中間の主応力の大きさが近い状態です．
NEWS LETTER Vol.5 No.6

11

プレス発表をどの程度通しやすいかを表す指標）が高いと水は線）では，スロー地震が発生しづらいと考えられま

流れやすいことがこれまで分かっています．水の浸す（図 5）．

透率はその場の応力に依存して，岩石中には中間主

また，フィリピン海プレートからの水の供給量が応力と平行な面に亀裂が生じてそこを水が流れる多い場所は（図 4 の青丸），水に含まれるヘリウム

ため，プレート内部に溜まった水は中間主応力の3 とヘリウム 4 の同位体比（3He/4He 比）から推定方向へ抜けやすいと考えられています（図 3：例えされるフィリピン海プレート起源の深部流体が上ば，Takahashi et al., 2002）．そのため，図 3 赤枠の昇している場所（Umeda et al., 2007）と一致してい応力状態タイプ I では，最大主応力と中間主応力がます（図 4）．ここでの深部流体はフィリピン海プ

ほぼ同じ大きさで，どちらも中間主応力の働きをしレートからの脱水により生じた熱水のことで，陸側ますので，最大主応力と中間主応力と平行な面のど

プレート下のマントル成分を含みながら浅部に上

ちらにも亀裂が生じ，水はそれぞれの面に流れま昇しています（例えば，風早ほか，2014）．これら

す．一方，図 3 青枠の応力状態タイプ II では中間のことは，私たちのスロー地震の発生モデルを支持

主応力の方向と平行な面に集中して水が流れます．

する結果です．

沈み込むフィリピン海プレート内での圧力および密度を踏まえると，水の流れる方向は沈み込むフィ
リピン海プレートからユーラシアプレート下のマントルとなります．

おわりに以上が，私たちの成果の紹介です．沈み込むプ
レート内で発生する地震に注目したこと，地震学と岩石力学を組み合わせたアプローチを採用した

プレート内部での水の通りやすい方向と沈み込む
プレートから放出される水の量との関係
岩石中を水が流れる方向が異なると，フィリピン海プレートからユーラ
シアプレート下のマントルに供給される水の量も異なるため，このマントルに蓄積される水の量に差が生じると考えられます．周囲に比べてフィリピン
海プレートからマントル方向へ水が流れやすい応力状態タイプ II の領域（図4 の青丸）では，マントル内に周囲より水が多く蓄積されると考えられます（図 5）．フィリピン海プレートから供給された水がマントルに多く蓄積されると岩石間の摩擦が減少して滑りやす
くなるというモデルでスロー地震の発生を説明できます．一方，応力状態タ
イプ I の領域（図 4 の赤丸）では，最大主応力と中間主応力の大きさが近い
ため，水の流れやすい方向が一方向ではなく，マントル内に周囲より水の蓄積が少ない紀伊水道下（図 4 の赤色点

12NEWS LETTER Vol.5 No.6

図 4 本研究で明らかとなった，沈み込むフィリピン海プレート内の応力場．四国および紀伊半島での深部流体の上昇域は Umeda
et al .（2007）の結果を示します．深部流体の上昇域と応力状態
タイプ II の領域が重なります．

沈み込むプレート内の力の状態と水の挙動がスロー地震の発生に影響を与えること，が今回紹介した研究の特色です．私たちは，

Otsubo, M., Yamaji, A., Kubo, A. (2008) Determination

今回の研究成果は沈み込むプレート内の水の挙動

of stresses from heterogeneous focal mechanismとスロー地震発生との関係解明に新機軸を与える

data: An adaptation of the multiple inverse method.

ものと考えています．

Tectonophysics, 457, 150-160.
Otsubo, M., Miyakawa, A., Katayama, I., Okazaki, K.

参考文献(2019) An inhomogeneous across-slab conduit

地震調査推進本部（2013）南海トラフの地震活動のcontrolled by intraslab stress heterogeneity in the

長期評価（第二版）について．平成 25 年 5 月

Nankai subduction zone. Scientiﬁc Reports, 9, 994.

24 日公表．

doi:10.1038/s41598-018-38142-w.

風早康平・高橋正明・安原正也・西尾嘉朗・稲村明
彦・森川徳敏・佐藤

努・高橋浩・北岡豪一・

大沢信二・尾山洋一・大和田道子・塚本
堀口桂香・戸崎裕貴・切田斉・司（2014）西南日本におけるスラブ起源深部流体の分布と特徴．日本水文科学会誌，44, 3-16.
小原一成（2007）スロー地震と水．地学雑誌，116,
114-132.

Takahashi, M., Li, X., Lin, W., Narita, T., Tomishima, Y.
(2002) Permeability measurement techniques forintermediate principal stress direction. J. Japan Soc.
Eng. Geol., 43, 43-48.
Umeda, K., McCrank, G. F., Ninomiya, A. (2007)
Helium isotopes as geochemical indicators of aserpentinized fore-arc mantle wedge. J. Geophys.
Res., 112, B10206.

Obara, K., Tanaka, S., Maeda, T., Matsuzawa, T. (2010)
Depth-dependent activity of non-volcanic tremor insouthwest Japan. Geophys. Res. Lett., 37, L13306.

図 5 スロー地震が発生する場所での沈み込むプレート内の水の流れやすい方向（青色矢印）と，地震発生時に岩石にかかる力の向きと岩石中の水の流れやすさの関係．（a）応力状態タイプ I，（b）応力状態タイプ II．灰色
矢印の意味は図 3 と同じです．
NEWS LETTER Vol.5 No.6

13

外部委員会等 活動報告

外部委員会等 活動報告（2018年12 月～2019年1 月）

2018 年 12 月 3 日
第３期総合的かつ基本的な施策に関する専門委員
会（桑原・岡村出席 / 文科省）
地震の総合的かつ基本的な施策について議論
2018 年 12 月 7 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（松本（則），板場出席 / 気象庁）
各機関の最近 1 ヶ月の観測データを持ち寄り、南海トラフ沿いの地震に関する地殻活動モニタリン
グの評価検討を行った
2018 年 12 月 11 日
地震調査委員会（桑原・岡村出席 / 文科省）
11 月の地震活動の評価，その他
2018 年 12 月 12 日
火山噴火予知連絡会拡大幹事会（篠原出席 / 気象庁）
火山噴火予知連絡会のあり方に関する検討2018 年 12 月 17 日
東京都環境影響評価審議会第二部会（宮越出席 / 都庁）
2018 年 12 月 19 日
火山噴火予知連絡会霧島部会（篠原出席 / 気象庁）
霧島山の火山活動の評価検討
2018 年 12 月 21 日
東京都環境影響評価審議会総会（宮越出席 / 都庁）2018 年 12 月 22 日
地震調査委員会長期評価部会活断層分科会（岡村・近藤出席 / 文科省）
中日本地域の活断層評価について

2018 年 12 月 25 日
第３期総合的かつ基本的な施策に関する専門委員
会（桑原・岡村出席 / 文科省）
地震に関する総合的かつ基本的な施策についての議論
2018 年 12 月 25 日
地震調査委員会長期評価部会（岡村出席 / 文科省）
日本海溝の長期評価，中日本地域の活断層評価などについて2019 年 1 月 10 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（松本（則），板場出席 / 気象庁）
各機関の最近 1 ヶ月の観測データを持ち寄り、南海トラフ沿いの地震に関する地殻活動モニタリン
グの評価検討を行った
2019 年 1 月 18 日
東京都環境影響評価審議会第二部会（宮越出席 / 都庁）
2019 年 1 月 21 日
地震調査委員会長期評価部会活断層分科会（岡村・近藤出席 / 文科省）
近畿地域の活断層評価について
2019 年 1 月 25 日
地震調査委員会長期評価部会海域活断層調査手法
等検討分科会（岡村出席 / 文科省）
日本海南西部の海域活断層の評価について
2019 年 1 月 30 日
地震調査委員会長期評価部会（岡村・宍倉出席 / 文科省）
日本海溝の長期評価など

I E V G ニ ュ ー ス レ タ ー Vol.5 No.6 （通巻 30 号）
2019 年 2 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
黒坂朗子

問い合わせ

〒 305-8567

茨城県つくば市東 1-1-1 中央第 7

Tel: 029-861-3691

Fax: 029-861-3803

URL https://unit.aist.go.jp/ievg/index.html

NEWS LETTER Vol.5 No.6

14