2001 年箱根群発地震活動以後の箱根から富士山にかけての地殻変動
原田昌武 *1・小林昭夫 *2・細野耕司 *3・吉田明夫 *1
Crustal deformations around Mt. Hakone and Mt. Fuji
since the Hakone swarm activity in 2001
by
Masatake HARADA, Akio KOBAYASHI, Kohji HOSONO and Akio YOSHIDA
Abstract
Swarm activities have been frequently observed in the Hakone caldera in recent years, of which the ones in 2001, 2006, 2008
and 2009 were conspicuous and crustal deformations were detected during the periods of the activities by the GPS network ofGeographical Survey Institute. We investigate spatial distribution of the crustal strains in and around Hakone volcano associatedwith the swarm activities. The maximum dilatational strain is calculated to be 4.0 x 10E-7 or more in the case of 2001 event, whose
value was obtained at the site in the Hakone caldera. In the cases of 2006 and 2008 events, the sites where the largest dilatationalstrain was observed almost coincide with that in the case of 2001, though the maximum values were a little bit smaller. A notablefeature of the crustal strain in the later cases that differs from that in the former case is that inflation extended to wider areas
comparatively. This is considered to indicate that the depth of the pressure source for the latter cases was somewhat deeper. In thispaper, we estimate pressure sources for the crustal deformations observed at swarm activities in 2001, 2006 and 2008 based on the
GPS data and discuss implication of tectonics.
1.

はじめに

が発生した。

2001 年の箱根群発地震活動は、温泉地学研究所がまた、富士山周辺でも 2006 年以後、顕著な膨張歪が1968 年に箱根火山での地震観測を開始して以来、最大生じている（国土地理院、2009; 原田ほか、2009）。本報の活動であり、国土地理院の GPS 観測網 GEONET に加

告では、箱根火山周辺で 2001 年、2006 年及び 2008 ～えて、当所がカルデラ内に設置した傾斜計でも顕著な変2009 年に観測された 3 回の地殻変動を比較するととも化が観測された。そのときの地殻変動は深さ 7km の球に、最近の富士山周辺の膨張歪も含めて、それらの圧力状圧力源と、大涌谷及び駒ヶ岳付近のごく浅い開口割れ源の検討を行い、その地学的意味を考察する。

目で説明されている（例えば、代田ほか、2009）。箱根の地震活動はこの 2001 年以後、活発化した傾向が見ら

2.

箱根火山の地殻変動と地震活動れ、特にカルデラ内北西部で浅い地震が増えている（伊2.1

箱根カルデラ周辺の地殻変動の圧力源モデル

東ほか、2009）。箱根火山ではこの間、2006 年秋と 2008

2001 年と 2006 年の箱根の群発地震活動時、および年から 2009 年にかけても GEONET 観測データによって2008 ～ 2009 年には GPS 観測により、いずれも箱根を膨張歪が観測された。2006 年の場合には同時期に群発中心とする非定常な変位が観測されている。これら 3 回

地震活動も発生したが、2008 年夏に始まった膨張歪にの変位から地殻歪の空間分布を計算した結果を図 1 に示関しては、それに付随して、2001 年や 2006 年の時のよす。ただし、2009 年は富士山直下に源を持つ膨張が顕うな際立つ地震活動は、
特に観測されなかった。しかし、著になるため、図１には 2008 年の歪みを示してある。

その膨張歪がほぼ収まった 2009 年 8 月になって、2006

解析には国土地理院による GPS 観測データの F3 解を使

年の活動を凌駕する、2001 年以来最大の群発地震活動

用し、前処理として、観測点ごとに定常トレンドを求*1 神奈川県温泉地学研究所*2 気象庁気象研究所〒 250-0031〒 305-0052

神奈川県小田原市入生田 586

茨城県つくば市長峰 1-1*3 気象庁精密地震観測室 〒 381-1232

長野市松代町西条 3511

論文 , 神奈川県温泉地学研究所報告 , 第 41 巻 ,7-14, 2009.

は変わらない。ただし、2001 年の時には箱根カルデラ内で傾斜変化が観測されたのに対して、2006 年と 2008
～ 2009 年には観測されなかった。2001 年の活動時の地殻変動を解析した代田ほか（2009）は、深さ 7km の球状圧力源の他に、傾斜変化を説明するために浅い開口割
れ目の力源を取り入れている。このことから、2006 年と 2008 ～ 2009 年には、2001 年のときのような浅い開口割れ目の力源を伴わなかったと推定される。
箱根火山における面積歪の膨張域は 3 回とも北北西－南南東方向に長軸を持つ楕円形の形状をしている。ここで注意したいのは、2006 年、2008 年の場合、面積歪みの最大値は 2001 年と比べて小さいのに、膨張域の拡がりが 2001 年のときとあまり違わないことである。また、2001 年の場合には膨張歪の北東から東南東および北西から南西にかけて、膨張域を取り囲むように半月状に面積歪の収縮域が分布しているのに対して、2006 年と 2008 年の場合には膨張歪の北東から東南東にかけて
は収縮域が見られるものの、西側では収縮域ははっきりしない。
上記のような歪場の特徴はどのような地殻変動源で表されるかを調べるために、Okada（1992）の式を用いて試行錯誤的にフォワードによるモデル計算を行った。
代田ほか（2009）は 2001 年群発地震活動に伴ったカルデラ内の傾斜変化を説明するにあたって、浅部に 2 つの開口割れ目を推定しているが、本研究では広域の GPS
データのみを用いることによって、遠方での歪変化をもたらした深部の変動源について明らかにすることを目的とする。
2001 年の地殻変動についてのこれまでの先行研究で
図１

群発地震に伴う地殻歪の空間分布。(a)2001 年箱根群発地震活動（2001/06/01 ～ 10 と 2001/12/01 ～ 10 の 平 均 ベ ク ト ル

は、深さ約 7km の球状圧力源モデルが推定されているの差）、(b)2006 年 箱 根 群 発 地 震 活 動（2006/06/01 ～ 10 と（国土地理院、2002；代田ほか、2009）。しかし、近傍の

2006/12/01 ～ 10 の平均ベクトルの差）、(c)2008 年箱根群発観測点が少ないため、GPS データによる変位場からは、

地震活動（2008/06/01 ～ 10 と 2008/12/01 ～ 10 の平均ベク

深部の圧力源が球状圧力源か開口割れ目かの判別は難し

トルの差）。面積歪の等値線の間隔は 100nano-strain。▲は箱根火山と富士山を示す。

く、どちらでも同程度に説明することができる（西村・Fig. 1. Spatial distributions of dilatational strain accompanied by the Mt.

村上 , 2001）。また、2006 年の地殻変動については、国Hakone volcanic earthquake swarm in (a) 2001 (b) 2006 (c) 2008.

土地理院（2007）により開口割れ目モデルが推定されてInterval of equi-strain lines is 100 nano-strain.

いる。ここでは、面積歪の非対称性に注目し、3 回ともめてそれを除去している。また、地殻歪の計算には中開口割れ目を想定してモデルを推定した。

村（1999）の開発したプログラムを用い、緯度・経度

フォワード計算で推定した開口割れ目のパラメータを 1/100 度に分割した各グリッド点での変位ベクトルをを表 1 に、また、それらのモデル源による歪の空間分布基に算出した。各グリッド点での変位ベクトルはその点を図 2(a), (b) に示す。図 2(a) は、駒ケ岳の南から北北西

から 30km 以内の GPS 観測点の変位ベクトルを使って、の方向に長さ 8km の開口割れ目を想定し、その上端のそれらに距離の逆数の重みをかけて平均化することによ

深さを 8km として東側にやや傾斜させたときの地殻歪り求めた。図 1 を見ると、3 回とも膨張歪の中心は箱根の空間分布である。これと 2001 年に観測された地殻歪

カルデラ内にあって、歪変化の空間パターンは大局的に（図 1(a)）を比較すると、北北西－南南東方向に長軸を表１

図２の計算に用いた開口割れ目断層モデルのパラメータ。

Table 1. Parameters of the pressure source (dike) used for forward modeling (in Fig. 2).

図２

表１の開口割れ目断層モデルによる地殻歪の空間分布。断層面上端の深さ (a)8km、(b)10km。数値は nanostrain を表す。

Fig. 2. Spatial distributions of dilatational strain derived from forward modeling using formulas presented by Okada(1992). The
source parameters are shown in Table 1. Depth of the source for case (a) and (b) are 8km and 10km.

持つ膨張域や膨張域の範囲などの特徴がおおよそ一致し上述の解析結果は、2006 年や 2008 年の地殻変動も、ている。膨張域の北東から東南東および北西から南西に2001 年の開口割れ目モデルと同じパラメータを想定しかけての面積歪の収縮域の分布や、それらの収縮域が西て、単にその深さを変えることで説明可能であることが側よりも東側で若干大きいこと、膨張域の北方と南方でわかった。つまり、2001 年、2006 年、2008 年のどの場は面積歪の変化がほとんどない様子も再現されている。

合も、北北西走向でやや東側に傾く箱根カルデラ内の高さらに主歪を見ると、膨張域での東西方向の伸長やその角開口モデルとして大きな矛盾はない。なお、群発地震

東側の収縮域での東北東－西南西方向の圧縮など、空間活動の震源域は 6km 以浅であり、想定された地殻変動的な変化のパターンもおおよそ一致している。つまり、の変動源はいずれの場合も震源域より深い。

2001 年の箱根群発地震に伴う広域の歪の変化が、ほぼ再現されていると考えられる。

開口割れ目を想定したモデル計算結果を詳細に見ると、直上の面積歪の二つの膨張域の間に収縮域が現れて

図 2(b) は断層の上端の深さが 10km であること以外、いる。実際の観測データにはそのような収縮域は見られ

開口割れ目のパラメータは先ほどと同一として計算しない。球状圧力源モデルを採用すればこのような中心部

た歪変化パターンである。これを図 2(a) と比較すると、における収縮域はなく、カルデラ内では球状圧力源の直膨張域の範囲が東北東－西南西方向にやや拡がっている

上を中心とした同心円状の膨張域となる。しかし、図 1

こと、また、膨張域の東側に収縮域があって西側にはその歪場は半径 20km 以内の GPS 観測点のデータを用いれが見られないこと等の特徴が見てとれる。これらの特て平均化したものであり、言い換えれば、ある種の空間

徴や、主歪の空間パターンは 2006 年、2008 年に観測さフィルター処理を施したものであるので、観測点が密でれた地殻歪（図 1(b),(c)）とよく対応している。つまり、ないときには、ごく狭い領域における収縮歪は周囲の膨2006 年、2008 年の歪変化パターンは、この開口モデル

張歪との平均操作によって打ち消されて現れてこないこ

によっておおよそ再現されている。

とは十分ありうる。膨張域が北北西－南南東方向に伸び図３

箱根火山を中心とした半径 20km 以内の領域のGPS 変位から求めた平均的な面積歪。

Fig. 3. Temporal change of the average dilatational strain
in the circle shown in the inleted map. GPS data
within 20km from Mt. Hakone are used. Strainchanges are calculated by average of coordinatesin 30 days and those in the preceding 30days.

た楕円形であることや、膨張域の北側および南側に収縮域がないことは球状圧力源モデルでは説明できないので、総合的には、球状圧力源モデルよりは開口割れ目断層モデルの方が観測された歪場の空間パターンを良く説明していると考える。なお、本研究では歪場の空間分布についてのみ論じている。歪の値については概ね調和的であるものの開口割れ目源の近傍では観測値を大幅に超える膨張歪となる。これについても、各観測点の変位についてはモデルと観測値はほぼ一致しているので、観測値から求めた歪場が空間フィルター処理を行った結果であることを考えれば特に矛盾しない。

2.2

箱根火山地域における面積歪の時間変化と地震活動
箱根火山を中心とした半径 20km 以内の領域の GPS
観測点の変位から求めた平均的な面積歪の、2001 年以降の経年変化を図 3 に示す。用いた GPS データは前節と同様であり、また、面積歪の計算には中村（1999）の開発したプログラムを用いて、それぞれの観測点における前後 30 日間の平均座標値の差からその間の面積歪を

図４算出している。つまり、1 ヶ月ごとの面積歪を 15 日間

Fig. 4. Time series of changes in baseline lengths across the

ずつ移動しながら計算し、その積算を見たときの経年変化である。面積歪の経年変化からは、2001 年の場合に箱根火山をはさむ基線長の変化。

Mt. Hakone.

図５

箱根火山における M1 以上の地震活動。(a) 震源
分布、(b) クラスター地震活動の M-T 図・地震
数積算曲線、(c) デクラスター処理をした M-T図・地震数積算曲線。クラスターは 2km、7 日のウィンドウを用いている。震源カタログは温泉地学研究所による。

Fig. 5. (a) Seismic activity around Mt. Hakone (M≥ 1).

(b) Clustered earthquakes. (c) De-clusteredearthquakes, where earthquake occurring within 7days and 2km are removed except the largest one
in each cluster. Hypocenters are determined by
HSRI.

は 6 月から 10 月にかけて、2006 年の場合には 7 月から

3 回の群発地震に伴う伸びが観測されている（図見ると、11 月にかけて、そして、2008 年の場合は 6 月頃から翌

4(a)(b)）。膨張域に含まれている北西－南東方向の基線

2009 年の 3 月にかけて膨張歪が生じていることがわか長でも同様の伸びが見られる（図 4(c)）
。しかし、膨張る。2008 ～ 2009 年の面積歪の膨張変化は、前 2 回に比域外にある南北方向の基線長では、群発地震に伴う変動

べてその継続期間が明らかに長く、変化率が小さい。

はほとんど観測されていない（図 4(d)(e)）。一方、箱根

箱根火山をはさむ北東－南西方向の基線長の変化を

火山の東側における東北東－西南西方向の基線において

図７
図６

富士山南東麓を中心とした半径 20km 以内の領域の GPS 変位から求めた平均的な面積歪。

Fig. 6. Temporal change of the average dilatational strain

2008/06/01 ～ 10 と 2009/04/01 ～ 10 の平均ベクトルの差から求めた地殻歪。面積歪の等値線の間隔は 100nano-strain。▲は箱根火山と富士山を示す。

in the circle shown in the inleted map. GPS data

Fig. 7. Spatial distributions of dilatational strain accompanied

within 20km from Mt. Fuji are used. Strain changes

by the Mt. Hakone volcanic earthquake swarm

are calculated by average of coordinates in 30

from 2008/06/01 to 2009/04/01. Interval of equi-days and those in the preceding 30days.

strain lines is 100 nano-strain.

は、群発地震に伴って短縮している（図 4(f)）
。箱根火

始まる 2001 年 6 月までの 11.5 年間に約 200 回起きてい山の南北方向の基線長で変化が見られないことを球状圧るのに対して、それ以降の 8 年間では約 750 回であり、力源で説明することは難しい。しかし、これらの基線長

2001 年箱根群発地震活動後にクラスター的な地震活動の変化の特徴は開口割れ目モデルでは解釈可能である。

は明らかに増加している。

こうした点も 3 回の群発地震活動に伴う地殻変動の力源

また図 5(c) はデクラスター処理を行って、クラスタ

としては球状圧力源よりも開口割れ目モデルの方が適切

ー活動についてはウィンドウ（2km － 7 日）中の最大地であることを示唆する。

震のみを残したときの積算図である。デクラスター処理

図 5(a) は、温泉地学研究所によって決定された 1990

後の地震活動図は、箱根カルデラにおけるバックグラウ

年以降の箱根カルデラにおけるマグニチュード（M）1

ンド的な活動の変化を表しているとみることができる。

以上の震央分布及びその深さ断面を示したものである。

この図の地震積算曲線で注目されるのは、2001 年箱根

なお、地震観測については 1989 年のテレメータ観測の群発地震活動以後、それ以前と比べて地震活動が活発化

開始とともに観測点数が増加して震源決定精度や検知している様子が見られる。そして、箱根火山を中心とし能力は向上している（棚田、1999）。図 5(a) では地震た面積歪の経年変化の 2001 年、2006 年、2008 年におけの下限を M1 としており、解析期間では M0.2~0.3 の地

る膨張の開始時期（図 3 参照）と、デクラスター地震活

震まで検知できていると推定されるので（伊東・ほか、動の増加の時期が対応していて、全体的な変化の傾向も2009）、地震活動の変化を見る上で問題はない。図 5(a)ほぼ似ていることである（細野・他 , 2009）。それに対を見ると、地震活動は駒ヶ岳から大涌谷の南北方向と湖してクラスター的な地震活動は、面積歪の膨張やデクラ

尻付近で特に活発であり、深さは 6km よりも浅いこと

スター地震活動の立ち上がりの時期より、時間差は同じがわかる。

ではないが、いずれの場合もやや遅れて活発化している

これらの地震活動に対し、2km の範囲内で 7 日以内

ように見える。

に起こった地震をクラスター地震として抽出し、そのこれらのことから、2001 年の群発地震を境に箱根火

積算の時間変化を示したものが図 5(b) である。クラス

山の活動や周辺のテクトニクスに何らかの変化があっ

ター地震活動は、1990 年から 2001 年の群発地震活動がたことが想定される。その状況の変化は 2009 年 8 月現

富士山南東麓を中心とする半径 20km 以内の領域のGPS 観測点の変位から求めた平均的な面積歪の、2001
年以降の経年変化を図 6 に示す。富士山周辺では、2006
年半ば頃から膨張歪変化が生じていて、その変化は箱根付近と異なって 2009 年 8 月になっても収束せず、むしろ更に加速する傾向が見えている。2008-2009 年の期間について膨張歪の空間分布を調べると（図 7）、箱根から富士山にかけての一帯で膨張歪が現われている様子が見える。これは富士山の南側を中心にもつ膨張歪と前節で議論した箱根火山における膨張歪変化が重なっているためと考えられる。図 3 と図 6 を比べると、箱根付近と富士山周辺で生じている膨張歪の時間的推移は同じではなく、両地域の膨張の原因は別個にあると推定される。
また、富士山を挟む GPS 観測点間の基線長変化を見ると（図 8）、北北東－南南西方向の基線長は 2006 年半ば
以降の伸びが顕著であるのに対し（図 8(a) (b) (c)）、西
北西－東南東方向の基線長は 2004 年以降あまり変化が見られない（図 8(d) (e) (f)）。このことから、富士山周辺の膨張歪に関する圧力源についても、球状圧力源より開口割れ目モデルの方が適切なように思われる。ただし、前述のように同時期に箱根火山周辺でも膨張歪が生じており、それを考慮した上でさらに今後詳しい検討を行う
必要がある。
図 9 は 2001 年以降の富士山周辺部における低周波地
震の地震活動を示したものである。気象庁による一元化以降の震源カタログを用いており、期間を通じて検知能力に変化はないと見てよい。図 9 からは、2001 年
4 月や 2004 年 6 月に低周波地震が多かった時期はあるが、積算曲線は 2006 年以降の傾きがやや急になっており、同時期から低周波地震活動が活発化している様子が見える。一方、富士山を中心とした膨張歪もほぼ同時期の 2006 年半ば頃から増加傾向にあり、両者の変化の間には変化の傾向についての類似性が認められる。富士山
直下の低周波地震は 2000 年秋に顕著に活発化した。吉田ほか（2006）は、その活発化を、それと同時期に富士山周辺で見られた面積歪の膨張と関連づけて議論している。2006 年以降、低周波地震活動が活発化した様子が図８

富士山をはさむ基線長の変化。

Fig. 8. Time series of changes in baseline lengths across the
Mt. Fuji.

見られることと対応して、その周辺の膨張歪変化が増大傾向にあることは、2000 年秋の状況と似ていて興味深い。なお、箱根火山の外輪山北部（金時山周辺）の深さ15km 付近でも低周波地震が発生しているが、箱根火山

在も続いていて、箱根カルデラ内の活動は 2001 年以後、を中心とした膨張歪との関連性は、一見して認められなそれ以前と比べて活発化していると考えられる。

い。

3.

4.

富士山周辺の地殻変動と地震活動まとめ2008 ～ 2009 年に箱根から富士山にかけての広い範囲で膨張歪が観測された。箱根付近の変化は 2009 年 4月頃には収まったものの、富士山周辺では 2009 年 10 月
現在もその変化が継続している。箱根付近では 2001 年、2006 年にも膨張歪が観測されたが、2008 ～ 2009 年の変化はそれらに比べて相対的に継続期間が長く、また、その歪変化がほぼ収まってから活発な群発活動が生じたことなど、前 2 回の地殻変動と比べて異なっている。主たる力源として、2001 年の場合には球状圧力源、2006 年の膨張については開口割れ目が推定されているが（例えば、代田ほか、2009；国土地理院、2007）、フォワー
ドによるモデル計算を行った結果、GPS データに現わ
れた膨張歪のみを考えた場合、2001 年の場合も含めて、同じ場所に生じた深さのみの異なる開口割れ目モデルでほぼ説明できることがわかった。

謝辞
国土地理院による GPS 観測データ（F3 解）を使用しました。低周波地震の解析には防災科学技術研究所、北海道大学、弘前大学、東北大学、東京大学、名古屋大学、
京都大学、高知大学、九州大学、鹿児島大学、産業技術総合研究所、国土地理院、青森県、東京都、静岡県、神図９

富士山周辺部における低周波地震の地震活動。

奈川県温泉地学研究所、横浜市、海洋研究開発機構及び(a) 震源分布、(b) 月毎の地震数と地震数積算

気象庁のデータを、気象庁・文部科学省が協力して処理曲線。震源カタログは気象庁による。

した結果を使用しました。また、GPS データの解析に

Fig. 9. (a) Seismic activity of low-frequency earthquakesは中村（1999）によるプログラムを使用しました。ここ

around Mt. Fuji. (b) M-T diagram and cumulativeに記して感謝の意を表します。

n u mb e r of e a r t h q u a ke s. H y p oc e n ters are
determined by JMA.

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伊東博・棚田俊收・本多亮・原田昌武・行竹洋平・杉原

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