２．２．５

津波波源モデル・震源断層モデルの構築

２．２．５．１

断層モデルの構築

目

次

(1)

業務の内容

(a) 業務題目(b) 担当者(c) 業務の目的(d) 8 ヵ年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1)

平成 25 年度

2)

平成 26 年度

3)

平成 27 年度

4)

平成 28 年度

5)

平成 29 年度

6)

平成 30 年度

7)

平成 31 年度

8)

令和 2 年度（令和元年度）(e) 令和 2 年度業務目的(2)

令和 2 年度の成果(a) 業務の要約(b) 業務の成果
1) 津軽半島周辺の震源断層モデルの構築
2) 若狭湾地域の震源断層モデル
3) 日本海と沿岸地域における震源断層の特徴と評価基準
4) 北日本と日本海東縁の震源断層
5) 東北日本と北陸沖の震源断層
6) 北陸沖〜西南日本沖の震源断層(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定(3)

8 ヵ年の成果(a) 業務の成果(b) 結論ならびに今後の課題(c) 引用文献

275

(1) 業務の内容(a) 業務題目:
2.5.1

断層モデルの構築(b) 担当者
所属機関
東京大学地震研究所

国立研究開発法人海洋研究開発機
構地震津波海域観測研究開発センタープレート構造研究グループ
横浜国立大学大 学 大 学 院 環 境 情 報
研究院
国立研究開発法人防災科学技術研究所地震津波防災研究部門
岩手大学理工学部
新潟大学理学部
弘前大学大学院理工学研究科

役職
教授

氏名
佐藤 比呂志

准教授
特任助教
特任研究員
技術研究員

石山 達也
橋間 昭徳
加藤 直子
野 徹雄

教授

石川

正弘

主任研究員

松原

誠

教授
教授
講師
教授

越谷
豊島
小林
小菅

信
剛志
健太
正裕

(c) 業務の目的
サブテーマ 2 で得られる成果と日本海とその沿岸における既存の資料を総合させて、津波及び強震動の予測に必要な断層の形状モデルを構築する。初年度に初期モデルを構築し、調査の進展に従い逐次更新する。サブテーマ 3 の津波予測・強震動予測の結果と、サブサブテーマ 2.1 の歴史地震・古津波調査の結果を総合に検討し、妥当な震源断層モデルを構築する。
(d) 8 ヵ年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 平成 25 年度:「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究」プロジェクトで収集したデータを含め、石油公団・産総研の反射法地震探査資料・海底地形データを含めて、海域の津波波源・震源断
層の主要断層線と傾斜を推定し、日本海とその沿岸域の断層の初期モデルを構築した。
2) 平成 26 年度:
平成 25 年度に実施した沿岸および海陸統合構造調査の成果を、日本海と沿岸域の断層の初期モデルに反映させた。地震活動の情報（サブサブテーマ 2.5.2）、構成岩石モデル（サブサブテーマ 2.5.3）の成果とともに、断層モデルを更新した。佐渡海峡〜富山トラ
フ、能登半島西方海域において、収集した沿岸反射法地震探査結果、飛騨山脈北縁から能登半島北方海域の海陸統合構造調査に基づいて、波源断層および震源断層モデルを構築し276

た。
3) 平成 27 年度:
平成 26 年度に実施した沿岸および海陸統合構造調査の成果を、日本海と沿岸域の断層の初期モデルに反映させた。地震活動の情報（サブサブテーマ 2.5.2）、構成岩石モデル（サブサブテーマ 2.5.3）の成果とともに、断層モデルを更新した。
4) 平成 28 年度:
山口県〜九州北部沖から対馬に至る海域において、断層モデルを更新した。
5) 平成 29 年度:
島根県沿岸から対馬海盆南部、大和海盆において、構造調査データに基づいて断層モデ
ルを修正した。北陸沖から西南日本全域にかけての断層モデルをとりまとめた。
6) 平成 30 年度:
北海道西部日本海海域と沿岸において、断層モデルを更新した。
7) 平成 31 年度（令和元年度）:
東北日本沖と東北日本の沿岸域の断層モデルを修正し、日本海および沿岸域の波源・震源断層モデルを作成した。
8) 令和 2 年度:
他項目の検討結果を反映させ、日本海および沿岸域の波源・震源断層モデルを完成させた。
(e) 令和 2 年度業務目的
東北日本沖と東北日本の沿岸域の構造調査データに基づいて断層モデルを修正する。
(2) 令和 2 年度の成果(a) 業務の要約
津軽半島周辺の構造探査データ（2-3-3）を元に、震源断層モデルを構築した。これまでの震源断層モデルについて検討を行い、確からしさについて検討を行い、評価を付記してパラメータ表を作成した（震源断層全体の統一的な特徴記載とパラメータ評価について
は、（3）に記述する）。
(b) 業務の成果
1) 津軽半島周辺の震源断層モデルの構築
令和 2 年度に津軽半島を横断する反射法地震探査を実施した。この成果を含め既存の地学的資料を元に津軽半島周辺の震源断層モデルを構築した（図 1）。津軽半島では 1766
年に明和津軽地震が発生し大きな被害をだした 1 ) 。サブテーマ（3-1）強震動予測では強277

震動観測などによって、津軽平野の強震動予測のための地下構造モデルを作成しており、適切な震源モデルが提示できれば明和津軽地震と比較することができる。明和津軽地震に関連した震源断層については、サブサブテーマ（3-1）の強震動計算で用いられた。

図1

津軽半島周辺の震源断層モデル

黄色実線: 断層の矩形モデルの上端（波線は伏在）、黄緑実線: 震源断層の矩形モデ
ル（波線は断層面の交差した線）、地形図は地理院陰影起伏図による。
津軽半島の地質概説については、2.2.3 で述べた。深部の断層形状を推定する上で、震地質構造は重要である。津軽山地は隆起軸が東側にかたよった東側が急傾斜、西側が緩傾
斜の非対称な形状を示す隆起帯で、東側の津軽断層が基本的な構造を作り上げている（図2）。
震源断層 TR01:産業技術総合研究所・東海大学（2012） 2 ) の平舘断層に相当する。深
部の傾斜についての資料が得られていないため、45 度の西傾斜とした。

278

図2

津軽山地周辺の地質構造概略図

地質構造データは、地質調査所ならびに産業技術総合研究所地質調査総合センターの 5
万分の 1 地質図幅 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 ) と根本（2014） 1 1 ) による。活断層トレースは今泉ほか（2018） 1 2 ) による。Fnw: 野木和断層、Faw: 青森湾西断層、Fae: Faw の東側の伏在断
層 1 3 ) 、走向線の矢印は右手に傾斜。
震源断層 TR02a: 馬神山ドームの東翼には、津軽断層の他、青森湾西断層（Faw、 図2）や野木和断層（Fnw、図 2）などの活断層が分布する。この他、本プロジェクトの反射法地震探査では、断層 Faw と Fnw の間に、断層 Fae が見いだされており、一連の断層帯を形成している 1 3 ) 。馬神山ドームは南にプランジし、南端部には西翼に津軽平野東縁断層帯、東翼には浪岡撓曲 1 4 , 1 0 ) がある。浪岡撓曲は地質構造からは青森湾西断層に対応するが、変動地形的には連続性は追跡できない。一方、野木和断層は南西方向に地表ト
レースが消失する。反射法地震探査では、野木和断層の地表トレースは背斜東翼となっており、地表に断層は露出していない。こうした点を考慮すると青森湾西断層-浪岡撓曲よりも南東側に伏在する活断層の先端部が位置する可能性が高い。こうした観点から、青森
湾西断層-浪岡撓曲の南東側に平行して分布する鶴ヶ坂向斜の間に伏在断層を想定した。
279

この伏在断層は野木和断層の屈曲部を北東端として矩形モデルを作成した。南西端については、伏在断層である点を考慮して地表での活構造より長めにとっている。
震源断層 TR02b: 青森湾西断層 1 5 ) にほぼ相当する。南端については、野木和断層の屈曲点とした。北北西の端点は、地表トレースが追跡不能になる点とした 1 2 ) 。籠原ほか（2019） 1 6 ) はこの断層の北端付近で反射法地震探査を行い、明瞭な断層イメージを報告している。地質構造の観点からも、青森湾西断層に相当する構造は北北西方向に連続している。この断層の北北西側の端点は、変動地形的な確からしさによった。
震源断層 TR02c: 津軽断層は半島北端部の今別町まで追跡される大規模な断層である。
その東側に併走して青森湾西断層が形成されているが、基本的には地下では津軽断層と収斂するものと推定される。震源断層 TR02b の北北西方向の延長でも、津軽断層が延長していることから、津軽断層の東側に活断層が伏在する可能性を考慮して震源断層を推定した。この区間では変動地形的には活構造は確認されていないが、河岸段丘など変形の指標となる地形面の分布が限られることや、地質構造と重力異常から断層が推定できる。
震源断層 AM01: 青森港沖背斜の東翼の断層 2 ) に相当する。入内断層との連続性について不明な点が多いため、震源断層形状については独立した断層として表現した。傾斜については 45 度と推定した。
震源断層 AM02:入内断層 1 2 ) にほぼ相当する。傾斜は 45 度と推定した。浅部では低角度化する 1 7 ) 。
震源断層 AJ01a: 津軽平野西縁断層帯に相当する伏在活断層である 1 3 ) 。 断層 AJ01a
については、反射断面から明瞭で、酸素同位体ステージ 5e の海成段丘面高度 1 8 ) 、重力異常 1 9 ) などとよく整合する。ブーゲ重力異常の急変帯は岩木火山南西麓まで追跡されることと、火山噴出物の下位に南北走向で東傾斜の舞戸層・鳴沢層が分布すること 2 0 ) から推定した。海成段丘面高度からは、1.2 mm/千年の実平均変位速度が推定される A 級の伏在活断層である 1 3 ) 。
震源断層 AJ01b: 断層 AJ01b の北方延長である断層 AJ01b は、酸素同位体ステージ
5e の海成段丘の分布から推定した。断層変位の資料はない。また、重力異常の急変帯は
AJ01b ほど明瞭ではない。断層の傾斜は、南の断層の傾斜と同様と推定した。海陸境界部であるため特有の難しさがあるが、構造調査が望まれる。
津軽山地西縁断層帯 2 1 ) については、津軽山地東縁の断層の副断層と推定されるため（2.2.3-3、図 45）、独立した断層モデルは作成していない。
津軽半島周辺の震源断層の矩形モデルと断層モデルを図３に、パラメータを表 1 に示す。
断 層 の す べ り 角 に つ い て は 、 日 本 海 検 討 会 （ 2014 ） 2 2 ) と 同 様 、 Terakawa andMatsu’ura (2010) 2 3 ) による応力配置をもとに求めた。

280

139˚30'
41˚30'

140˚00'140˚30'141˚00'Left−lateral
Right−lateral
NormalTR01

ReverseTR02c

41˚00'
AJ01b

TR02b AM02

TR02a
AM01
AJ01a

40˚30'

図３

津軽半島周辺の震源断層の矩形モデルと断層タイプ

Terakawa and Matsu’ura (2010) 2 3 ) による応力配置をもとに計算。
表1

津軽半島周辺の震源断層の矩形モデル

1766 年明和津軽地震の震度分布を比較して、当該地震の震源断層を求めるために、作成した震源断層モデルについてサブサブテーマ(3.1)において強震動計算が行われた。その結果、TR02a および TR02b を震源断層とする強震動が史料地震から得られている震度分布とよい一致を示すことが明らかになった。

2) 若狭湾地域の震源断層
281

既存資料を用いて、若狭湾地域の波源断層モデルを追加した。追加した矩形断層モデル
を図４に、関連するパラメータは表 2 に示した。
135˚30'36˚30'

136˚00'136˚30'Left−lateral
Right−lateral
NormalReverse36˚00'

FU7b

WS10a

WS9
WS8

WS10b

35˚30'

図４

若狭湾周辺の震源断層の矩形モデルと断層タイプ

Terakawa and Matsu’ura (2010) 2 3 ) による応力配置をもとに計算。

表２

若狭湾周辺の震源断層の矩形モデル

震源断層 FU7b: 甲楽城断層に相当する。断層の北西端については、断層 FU7（佐藤ほか，2016） 2 4 ) の南西端として、南東端については地震調査推進本部（2004） 2 5 ) によった。越前海岸に分布する海成段丘から示唆されるように 2 6 ) 、北東側隆起の左横ずれ成分を伴う断層である 2 5 ) 。杉山ほか（2012） 2 7 ) などにより音波探査が実施され、北東傾斜の高角断層と推定されているが、深部の断層形状は不明である。ここでは、一様に北東側隆起を示すことから、70 度北東傾斜とした。

282

震源断層 WS8: 杉山ほか（2012） 2 7 ) の浦底-柳ヶ瀬山断層帯に相当する。左横ずれ変位が卓越し、垂直変位については、一定した方向を示さないことから、ほぼ垂直な形状が推定される。
震源断層 WS9: 白木-丹生断層に相当する。端点は杉山ほか（2012） 2 7 ) による。一様に西側低下の逆断層変位を示し、高角度の形状が推定されている。ここでは、70 度東傾斜と推定した。
震源断層 WS10a: 野坂断層帯の B 断層系 2 8 ) に相当する。端点の位置は、地震調査推進本部（2003） 2 8 ) に従った。深部形状についての資料は得られていないが、浅部構造から北東傾斜の高角度の断層である 2 8 , 2 9 ) 。ここでは 70 度北東傾斜と推定した。
震源断層 WS10b: 野坂断層帯の野坂断層 2 8 ) に相当する。WS10a の B 断層系とは同一の断層帯と想定されていることから、本断層の北西端を WS10a の南東端に連続するものとして設定した。断層形状はほぼ垂直とされていることから 2 8 ) 、90 度とした。
３) 日本海と沿岸地域における震源断層の特徴と評価基準
日本海地震・津波調査プロジェクトでは、多面的な検討を行って断層モデルの構築を行ってきた。平成 25 年度には、国土交通省・内閣府・文部科学省が事務局を務める「日本海における大規模地震に関する調査検討会」（以下「日本海検討会」と呼ぶ。）と共同して、産業技術総合研究所および地質調査所、石油公団、海洋研究開発機構のデータなどを基に、日本海全域についての矩形モデルを作成した 2 2 ) 。このモデルでは、とくに日本海沿岸の広範な地域に影響を及ぼす波源断層を抽出するという目的から、長さ 40 km を越える断層を取り上げた。本プロジェクトでは、それよりも小規模な断層でも津波の到達時間が早く、また沿岸地域には強震動による被害を発生させることから小規模な断層も抽出した。また、海陸境界部や堆積平野下では伏在する断層が多いことから、本プロジェクトの構造探査では地下構造データの収集に努めた。年次毎に断層モデルの構築を行ってきたが、作成した矩形断層モデルの確からしさについては、文章中での記述に限られていた。
8 年間のとりまとめとして、それぞれのパラメータの推定根拠、断層の特性について、パラメータ表に統一性を持たせて記述する。
日本海と沿岸の断層はその成因からいくつかの型に分けることができる。日本海とその沿岸域に分布する震源断層のほとんどは、日本海形成期に形成され、現在の応力状態に対応して再活動している 1 3 ) 。本プロジェクトと併せて「ひずみ集中帯の重点的調査・観測プロジェクト」で得られた成果から、日本海の地殻構造と対応した震源断層の特徴については、図５のようにまとめることができる。

283

図５

北日本の日本海から沿岸にいたる地殻構造の模式図

EMJS は海洋研究開発機構が取得したデータの測線番号（野ほか，2014） 3 0 ) 。右下は阿部ほか（2015） 3 1 ) による断面。赤線:活断層、黒線:正断層。
a) 成因による断層のタイプ
OOB: 海 洋 地 殻 と 厚 い 海 洋 地 殻 境 界 (OOB: Oceanic crust/ thick oceanic crustboundary)
日本海盆と大和海盆の境界部に形成されている断層(No et al.,2014) 3 2 ) 。
OCB: 厚 い 海 洋 地 殻 境 界 と 大 陸 地 殻 境 界 (OCB: Oceanic crust/continental crustboundary)
大和海盆の厚い海洋性地殻と本州側の大陸地殻の境界。しばしばスラストが形成されている。1983 年日本海中部地震は、この境界で発生した(No et al.,2014) 3 2 ) 。
IBB: 反転した背弧リフト境界（IBB: Inverted backarc-rift boundary）
背弧の大陸地殻内に形成されたリフト境界、リフトの外側にスラストが形成される場合が多い。2007 年中越沖地震が相当。
IF: 反転した大陸地殻内断層(Inverted fault in the stretched continental crust)
ここでは、断層の上盤側に厚いリフト期の堆積層が分布するなど、正断層から逆断層への反転が明瞭な断層について、記述する。2007 年能登半島地震のように、余震観測も含めて、リフト期の正断層が右横ずれと逆断層成分を伴ったすべりを発生させた例もある（佐藤ほか，2007） 3 3 ) 。ここでは再活動が明瞭な断層についてのみ、記述する。正断層として形成された断層が再活動する場合には、地震発生層中で中角度の傾斜を示す場合が多く、断層形状の判断に一定の拘束を与える。
VF: 大陸地殻内の断層（Vertical faults in continental crust）
ほぼ垂直な傾斜を示す断層。西南日本に多い。2005 年福岡県西方地震がこのタイプに
相当する。

284

HC: 北海道中軸帯の島弧-島弧衝突に伴う断層（Thrust faults in the Hidaka
Collision Zone）
FC: 大陸地殻内断層（faults in continental crust）
上記の特徴に基づいて区分できない大陸地殻内の断層一般について、記述。
b) 断層の特徴についての記述項目
その他、断層や断層運動に伴う変形構造の特徴について、記述する。
FF:断層関連褶曲(Fault-related fold)を伴う場合。堆積物が厚い領域では、短縮変形に伴い堆積物中に Thin-skinned 型の変形様式をとる場合が多い。こうした変形は基盤中の断層形状の把握に考慮が必要であるので、特徴として記述する。
PA: 副断層の可能性(Possible auxiliary fault)。互いに反対側に傾斜した断層が向き合う場合、どちらが主断層かということを判断して、矩形モデルを作成する。断層の変位量に大きな差がない場合など、判断が難しい場合もある。こうした場合は、想定した断層が副断層である可能性があるため記載する。
PS: 堆積層浅部構造の可能性（Possible shallow feature）。浅層の音波探査記録をもとに推定されている断層が、より深い反射では追跡できない場合がある。より深い反射断面のイメージそのものが悪い場合は問題ではないが、多数の反射面がイメージングされていてかつ地下深部まで追跡できない場合は、記述する。
c) 震源断層の位置と長さ精度が高い順に、A クラス、B クラス、C クラスとした。ここでは、探査結果の優劣ではなく、測線密度から区分している。
A クラス
TG (Tectonic Geomorphology): 変 動 地 形 と し て 追 跡 可 能 。 SHR (Shallow highresolution seismic): 高分解能の稠密な音波探査に基づく推定。
B クラス
MCS (Multi-channel seismic reflection survey): 反射法地震探査
C クラス
GA (Gravity Anomaly): 重力異常の急変帯。
HE(Historical Earthquake): 歴史地震資料に基づく解析による。
d) 震源断層の傾斜と変位
断層の姿勢の明瞭さを、明確 A から不明確 D まで区分し、判断の根拠を示した。
A クラス
FR (Fault plane Reflection): 地震発生層の深部まで観察される断層面反射がある。
OE (Observed Earthquakes): 地震観測や津波のインバージョンによって断層面が報告されている。
B クラス
SR(Seismic reflection profiling): 数 km までの反射面のパターン、速度構造変化で断層面が推定できる。本プロジェクトとひずみ集中帯の重点的調査・観測プロジェクトに285

おいて、海洋研究開発機構が取得した、大容量エアガンと長大ストリーマケーブルによる
反射法地震探査断面に基づく場合は、L として区別した。
C クラス
地震発生層中の断層傾斜の実体が不明で、変位の方向から傾斜角を推定。角度の推定は、日本海検討会（2014）による。変位の推定方法を以下のように記載。
SR(Seismic

Reflection

Profiling):

変 位 を 反 射 で 推 定 、 GL(Geologicalinformation): 地質情報による、GR (Gravity Anomaly):重力異常。測線密度がとくに粗い場合は、SR の場合でも D クラスとした。
D クラス
当該深度までは豊富な反射面で構造が把握できているにも関わらず、反射断面中で断層が深部まで追跡できない。
e) 震源断層の下限深度
OR (Out of Range): D90 が求められている範囲外の場合、日本海検討会 2 2 ) と同様。
f) 活動性
断層の活構造としての確実性を、確実 A から確実性が低いもの D まで区分し、判断の根拠を示した。
A クラス
Q:

第四紀後期までの地層が、変形・変位を受けている

QT: 断層変位と調和的な変形が堆積面の海底地形に表れている。
B クラス
QB: 第四紀後期に相当する地層まで変形を受けている可能性が高いが、年代や断層による変形の幅が広く、第四紀後期 に相当する地層までの変形がやや不明瞭。
CT: 断層（推定も含む）の隆起側で海成段丘が隆起。
C クラス
QL: 変形を受けている最新期の地層の年代が第四紀前期である可能性がある。
D クラス
P: 変形を受けている最新期の地層の年代が鮮新世である可能性がある。

286

４) 北日本と日本海東縁の震源断層
断層パラメータについて、前節で述べた基準でパラメータの基準と特徴、評価を付記した表（表３）と断層の矩形モデル図を示す（図６）。断層の矩形モデルについては、佐藤ほか（2019） 3 5 ) および佐藤ほか（2020） 3 6 ) と本報告３)による。

図６

北日本の震源断層矩形モデル

黄緑色の矩形: 断層面、黒実線: 断層面の上端

287

表３

北海道と北東北の震源断層矩形モデルのパラメータと特徴

確実性を枠内の色で表現。A:オレンジ、B:黄色、C:黄緑。

288５) 東北日本と北陸沖の震源断層
中部日本と新潟-北陸沖に分布する震源断層の断層パラメータについて、パラメータの基準と特徴、評価を付記した表（表 4）と断層の矩形モデル図を示す（図７）。断層モデルについては、佐藤ほか（2019） 3 5 ) 、佐藤ほか（2015） 3 6 ) 、佐藤ほか（2016） 2 4 ) 、佐藤ほか（2018） 3 7 ) による。

図７

東北日本と北陸沖の震源断層矩形モデル

黄緑色の矩形: 断層面、黒実線: 断層面の上端

289

表４

東北地方沖から北陸沖の震源断層矩形モデルのパラメータ

確実性を枠内の色で表現。A:オレンジ、B:黄色、C:黄緑、D:青。

290６) 北陸沖〜西南日本沖の震源断層
西日本と日本海南縁に分布する震源断層の断層パラメータについて、パラメータの基準と特徴、評価を付記した表（表５）と断層の矩形モデル図を示す（図８）。断層モデル
については、佐藤ほか（2015） 3 6 ) 、佐藤ほか（2016） 2 4 ) 、佐藤ほか（2018） 3 7 ) 、佐藤ほか（2017） 3 9 ) による。

図８

西日本と日本海南縁の震源断層矩形モデル

291

表５

西日本と日本海南縁の震源断層矩形モデルのパラメータ

確実性を枠内の色で表現。A:オレンジ、B:黄色、C:黄緑、D:青。
※1 断層 HM1 は、佐藤ほか（2017）で HAMADA とした断層と同一である。

292

(c) 結論ならびに今後の課題
令和 2 年には津軽半島を横断する地殻構造調査が実施された。この構造探査によって断層の深部形状の他、大規模な伏在活断層の存在が明らかになった。ここではこれらの地殻構造探査の成果を活用して、既存資料を取りまとめて半島周辺の震源断層モデルを構築した。これらの震源断層モデルを用いてサブサブテーマ（3-1）で強震動計算が行われ、青森湾西岸断層帯の活動とした強震動計算結果は、1766 年明和津軽地震の推定震度分布と整合的であることが判明した。この成果は、津軽半島の地震リスクを考慮する際に重要な資料となる。
これまでの構築した断層モデルの確からしさを表現するために、いくつかの指標を設けてパラメータ表に評価の指標となる項目を記述した。津波や強震動予測には様々なパラメータが必要になるが、震源断層側の確からしさの情報もその一つである。震源断層モデ
ルの確からしさの情報についても、災害予測の上で活用されることが期待される。

(d) 引用文献
1) 松浦律子:1766年明和津軽地震, 北原糸子, 松浦律子, 木村玲欧編「日本歴史災事典」,
242-243, 2012.
2) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 , 東 海 大 学 : 沿 岸 海 域 に お け る 活 断 層 調 査 「 青 森 湾 西 岸 断 層 帯（海域部）」成果報告書, 122 p., 2012.
3) 太田良平, 大沢

穠, 小野晃司: 5万分の1地質図幅「三厩」及び説明書 , 地質調査所,

35p., 1957.
4) 斎藤正次, 上村不二雄: 5万分の1地質図幅「母衣月」及び説明書, 33p., 地質調査所,
1957.
5) 対馬坤六, 上村不二雄: 5万分の1地質図幅「小泊」及び説明書,地質調査所, 37p., 1959.
6) 上村不二雄, 対馬坤六, 斎藤正次: 5万分の1地質図幅「蟹田」及び説明書,地質調査所,
35p., 1959.
7) 藤井敬三: 油川地域の地質, 地域地質研究報告（5万分の1地質図幅）, 地質調査所, 38
p., 1981.
8) 藤井敬三: 金木地域の地質, 地域地質研究報告（5 万分の 1 地質図幅）, 地質調査所,
40p.,1966.
9) 大沢

穠, 平山次郎: 五所川原地域の地質, 地域地質研究報告（5 万分の 1 地質図幅）,

地質調査所，29p.,1970.
10) 長森英明, 宝田晋治, 吾妻

崇: 青森西部地域の地質, 地域地質研究報告（5 万分の 1

地質図幅）, 産業技術総合研究所地質調査総合センター, 67p., 2013．
11) 根本直樹: 津軽半島における新第三紀以降のテクトニクス, 第四紀研究, 53, 4, p.205212, 2014．
12) 今泉俊文, 宮内崇裕, 堤浩之, 中田高:活断層詳細デジタルマップ 新編, 東京大学出版会，USB, 2018.

29313) 佐藤比呂志, 石山達也, 蔵下英司, 加藤直子, 岩崎貴哉, 越谷信, 戸田茂, 豊島剛志, 小林 健太: 沿岸海域および海陸統合構造調査, 令和２年度「日本海地震，津波調査プロジェクト」成果報告書. 2021.
14) 宮内崇裕, 佐藤比呂志, 八木浩司, 越後智雄, 佐藤尚登: 1:25,000都市圏活断層図「青森」, 国土地理院技術資料, D・1-No.388, 2001.
15) 産業技術総合研究所: 青森湾西岸断層帯の活動性および活動履歴調査, 「活断層の追加・補完調査」成果報告書, No. H20-3, 2009.
16) 楮原京子, 越後智雄, 岡田真介, 戸田茂, 井上直人, 宮内崇裕, 今泉俊文, 小坂英輝, 三輪
敦志, 坂下晋, 松原由和, 阿部恒平, 黒澤英樹, 松多信尚, 石山達也, 2017, 津軽山地東縁
における反射法地震探査，JpGU-AGU Joint Meeting 2017, ポスター発表SSS12P08．
17) 石山達也, 佐藤比呂志, 加藤直子, 廣内大助, 越後智雄, 松多信尚, 越谷信, 戸田茂, 豊島剛志, 小林健太: 陸域活構造調査，令和２年度「日本海地震，津波調査プロ
ジェクト」成果報告書. 2021.
18) 小池一之, 町田 洋編: 日本の海成段丘アトラス, 東京大学出版会, 122p., 2001.
19) 産業技術総合研究所地質調査総合センター: 日本重力データベース DVD 版，数値地
質図, P-2, 産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2013.
20) 根本直樹: 鰺ヶ沢地域の舞戸層の有孔虫群, 化石, 48, 17-33, 1990.
21) 地震調査研究推進本部地震調査委員会: 津軽平野東縁断層帯の長期評価について，地震調査委員会，16p., 200422) 日本海における大規模地震に関する調査検討会：日本海における大規模地震に関する調査検討会報告書, 43p., 2014.
23) Terakawa, T. and Matsu’ura, M.: The 3-D tectonic stress fields in and around
Japan inverted from centroid moment tensor data of seismic events. Tectonics,
29, TC6008, doi:10.1029/2009TC002626, 2010.
24) 佐藤 比呂志，石山達也，加藤直子，橋間昭徳，A. Van Horne, 野 徹雄，石川正弘，松原誠，越谷 信，豊島剛志: 断層モデルの構築, 平成 27 年度「日本海地震・津波調査プロジェクト」成果報告書, 237-268, 2016.
25) 地震調査研究推進本部地震調査委員会: 柳ヶ瀬・関ヶ原断層帯の長期評価について，
29p., 2004.
26) 山本博文，中川登美，新井房夫:越前海岸に発達する海成中位段丘群の対比と隆起速度，第四紀研究，35, 75-85, 1996.
27) 杉山雄一，坂本泉，滝野義幸，宇佐見琢哉，岸本弘樹，永田高弘: 浦底―柳ヶ瀬山

断層帯の形状・規模と過去の活動に関する検討，活断層・古地震研究報告，12, 149193, 2012.
28) 地震調査研究推進本部地震調査委員会: 野坂・集福寺断層帯の長期評価について，
19p., 2003.
29) 阿部信太郎，山本博文，荒井良祐: 高分解能マルチチャネル音波探査記録に基づく
郷村断層帯海域延長部の断層分布・性状について，活断層・古地震研究報告，12,
195-240, 2012.
29430) 産業技術総合研究所・東海大学: 平成 25 年度 沿岸海域における活断層調査 野坂・
集福寺断層帯/野坂断層帯(海域部) 成果報告書， 92 p, 2014.
31) 野 徹雄, 佐藤 壮, 小平秀一, 高橋成実, 石山達也, 佐藤比呂志, 金田義行: 日本海東部におけるマルチチャンネル反射法地震探査, AMSTEC Report of Research andDevelopment, 19, 29-47, 2014.
32) 阿部紫織, 佐藤比呂志, 稲葉充, 加藤直子, 石山達也, 野徹夫, 小平秀一: 背弧リフトの 短 縮 変 形 プ ロ セ ス の 研 究:秋 田 堆 積 盆 地 を 例 と し て, 石 油 技 術 協 会 誌, 80, 5, 406–
407, 2015.
33) No, T., T. Sato, S. Kodaira, Ishiyama, T., H. Sato, N. Takahashi, Y. Kaneda:
The source fault of the 1983 Nihonkai-Chubu earthquake revealed by seismic
imaging, Earth Planet. Sci. Lett., 400, 14–25, 2014.
34) 佐藤比呂志, 岩崎貴哉, 金沢敏彦, 宮崎真一, 加藤直子, 酒井慎一, 山田知朗, 宮内崇裕,
伊藤谷生, 平田直: 反射法地震探査・余震観測・地殻変動から見た 2007 年能登半島地震の特徴について, 東京大学地震研究所彙報, 82, 369-379, 2007.
35) 佐藤 比呂志，平田直，石山達也，橋間昭徳，加藤直子， A. Van Horne, J. S.

Claringbould, 野 徹雄，佐藤健太，小菅正裕，工藤壮，石川正弘，松原

誠，越谷 信，豊島剛志，小林

健: 断層モデルの構築, 平成 30 年度「日本海地震・津波調査プロジェクト」成果報告書, 205-230, 2019.
36) 佐藤 比呂志，石山達也，橋間昭徳，加藤直子， A. Van Horne, J. S.
Claringbould, 野 徹雄，石川正弘，松原誠，越谷 信，豊島剛志，小林健太，小菅正裕: 断層モデルの構築, 平成 31 年度「日本海地震・津波調査プロジェクト」成果
報告書, 209-240, 2020.
37) 佐藤 比呂志，石山達也，加藤直子，橋間昭徳，野 徹雄，石川正弘，武田哲也，越谷信，豊島剛志: 断層モデルの構築, 平成 26 年度「日本海地震・津波調査プロジェク
ト」成果報告書, 201-233, 2015.
38) 佐藤 比呂志，石山達也，橋間昭徳，加藤直子， A. Van Horne, J. S. Claringbould,
野 徹雄，石川正弘，松原誠，越谷 信，豊島剛志，小林健太，小菅正裕，工藤 健:

断層モデルの構築, 平成 29 年度「日本海地震・津波調査プロジェクト」成果報告書,
213-224, 2018.
39) 佐藤 比呂志，石山達也，加藤直子，橋間昭徳， A. Van Horne, 野 徹雄，石川正弘，
松原

誠，越谷 信，豊島剛志: 断層モデルの構築, 平成 28 年度「日本海地震・津波

調査プロジェクト」成果報告書, 199-218, 2017.

295

(e) 成果の論文発表・口頭発表等発表した成果（発表題
目、口頭・ポスター発表の別）
日本海と沿岸の震源断層モデル（口頭発表）

発表者氏名発表した場所（学会等名）

発表した
時期

国内・
外の別

佐藤比呂志, 石山達也, 野 徹夫, 小平秀一, 加藤直子,
Claringbould, J.S.,
松原 誠, 橋間昭徳,
石川正弘, 佐藤 壮

地震学会 2020年度秋季大会

令和 2 年
10 月
29 日

国内

(f) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定
1) 特許出願
なし
2) ソフトウエア開発
なし
3) 仕様・標準等の策定
なし(3) 8 ヵ年の成果(a) 業務の成果
日本海には多数の活断層が存在し、津波の波源となっている。また、海陸境界部には活断層が分布することが多く、震源断層のモデル化は重要な課題である。平成 25 年度には、国土交通省・内閣府・文部科学省が事務局を務める「日本海における大規模地震に関する調査検討会」（以下「日本海検討会」と呼ぶ。）と共同して、産業技術総合研究所および地質調査所、石油公団、海洋研究開発機構のデータなどを基に、日本海全域についての矩形モデルを作成した 1 ) 。この報告では、日本海沿岸に広範に影響を及ぼす津波の最大波
高や浸水域を推定するという目的があったために、長さ 40 km 以上の断層を抽出した。
また、最大規模の災害を評価するために、断層の連動性については最大限評価した断層モデルとなっている。
本プロジェクトでは、震源断層モデルの構築を目的として、海域での大容量エアガンと長大ストリーマケーブルを使用した構造探査、海陸境界域や沿岸平野部での構造探査を実施した（図９）。これらの構造探査結果を基に、震源断層モデルを構築した（図 10）。
ここで構築した断層モデルは、特に最大規模を予測するという特定の問題意識をもったものではない。陸域と同様の観点で断層の単元を設定した。但し、陸上に比べ細かな断層ト
レースについて情報が少なく、一つのセグメント長は大きい傾向がある。日本海の大陸地
殻は、日本海拡大時に大きな地殻の伸張変形を経験したため、陸域より規模の大きな地殻内の断層が形成されてきた。こうした日本海形成期のテクトニクスが断層長にも影響を与えている可能性がある。
2000 年の鳥取県西部地震や 2008 年の岩手宮城内陸地震のように、M7 クラスの地震でも地表近傍の活断層のみでは評価できない被害地震が多く存在する。こうした震源断層か
296

らのリスクを予め評価するために、広範な地球科学的な特徴を利用して、震源断層の抽出に努めた。海陸境界域では、調査船の航海が難しく、また堆積物が欠如している場合もあって、直接断層の情報を得るのが難しい。一方、陸域の隆起量のよい指標となる海成段丘面の高度分布からは、陸域の隆起が示唆されていても、対応する断層の存在が特定されていない場合が多い。こうした状況から、重力異常などを含めた地下構造の資料を検討し、可能な震源断層を推定した。令和 2 年度に実施した津軽半島横断地殻構造探査によって、見いだされた津軽平野西縁断層のように、活断層としての特性が明らかになったものもあるが、構築した断層モデルの中には不充分な資料から推定したものも含まれている。これ
らの異なる基準で構築された断層の矩形モデルについて、統一的に評価を行うために、令和 2 年度は断層ごとの特徴とパラメータの確からしさを表にして示した。ここでは、それらの結果を基に、震源断層の確からしさを評価した。断層位置、傾斜と変位、活動性についての評価を元に、それぞれの確からしさの評価を点数化し、震源断層としての評価を示した（表６, ７, ８）。日本海沿岸の堆積盆地に比べ、沖合の堆積盆地については、堆積層の年代についての資料が少ない。沖合の場合は、沿岸に比べ堆積速度が低下しているため、断層によって変形している堆積層の年代が不確かな場合が多い。
これらの断層モデルは本プロジェクトでは津波予測・強震動予測のための基礎情報として、また上盤プレート内の断層面上の載荷応力の計算にも使用された。上盤プレート内
地震は、生活空間に近く大きな被害を与えるが、その中・長期予測については困難な問題が多い。活動履歴から評価を行うのが一般的であるが、平野部に伏在する断層などについては、活動履歴が充分に評価できないという基本的な問題がある。サブテーマ（2-6）では有限要素モデルの中で震源断層面に作用するクーロン応力の変化率による予測も試みられた。ここでは、震源断層の中では形状のみが使用されたが、現実的には断層のすべり易さの指標となる平均変位速度や最新活動時期など、より断層の個性を反映させた資料を取り込んでその有効性を検討していくことが期待される。本プロジェクトでは、物理モデル
による上盤プレート内の大規模地震の長期・中期予測に対して、具体的な手法を提示する
ことが可能となった。

297

図９ 日本海地震・津波調査プロジェクトとひずみ集中帯の重点的調査・観測プロジェク
トで取得した地殻構造探査測線

298

表６

北海道と北東北の震源断層矩形モデルのパラメータと確実性評価

確実性を枠内の色で表現。A:オレンジ、B:黄色、C:黄緑、D:青。
299

表７

東北〜北陸沖の震源断層矩形モデルのパラメータと確実性評価

300

表８

西日本と日本海南縁の震源断層矩形モデルのパラメータと確実性評価

301

図 10

日本海と沿岸地域の震源断層矩形モデルの分布図(b) 結論ならびに今後の課題
本プロジェクトで新たに実施した構造探査の資料を加えるとともに、地震学的・岩石学的な知見も含めた地震発生層の厚さについての検討結果も含めて、日本海域と沿岸陸域を含め計 259 条の断層面を震源断層モデルとして構築した。これらの断層は 40 km 以上の長さを有する断層を抽出した日本海検討会（2014） 1 ) に比べ断層数が増加している。また、震源断層として可能性がある構造を広範に抽出した。こうした震源断層についての確からしさの評価も併せて行った。
これらの震源断層モデルは、津波・強震動予測の基礎資料として、本プロジェクトで活用された。この他に、上盤プレート内の震源断層面への載荷応力による地震発生予測の手法検討のための基礎資料を提供した。
厚い堆積層が分布する海陸境界部に伏在する震源断層など、震源断層についての情報は302

未だに少ない。今後、こうした情報収集を進める必要がある。震源断層モデルによる過去地震の復元は、伏在する震源断層の評価や上盤プレート内地震とプレート境界地震の関係を明らかにする上で重要であり、今後の進展が望まれる。
(c) 引用文献
1)日本海における大規模地震に関する調査検討会：日本海における大規模地震に関する調査検討会報告書, 43p., 2014.

303