地元の皆さんに支えられた地震観測ー満点計画の15年ー
地震予知研究センター阿武山観測所

飯尾 能久(いいお よしひさ)

背景・地震とはどんなものか？
・地震の起こり方と発生予測
・内陸地震の発生予測における２つの異なるアプローチ
・内陸地震の発生過程の理解とそれに基づく発生予測
満点計画
地元の方々と一緒に観測した例―山陰の地震帯における観測
目的： 地震を起こす力と断層の強度の空間変化の解明
地元の方々に観測してもらう例―大阪府北部の地震の余震観測
目的：大阪府北部の地震と周辺の活断層との関係の解明

兵庫県南部地震で動いた野島断層

鈴木・他(1995、国土地理院時報)より

この地点では、地震前にはこの段差はなかった
縦ずれ1.3m 横ずれ1.7m

岡田・八木(2019) 図説 日本の活断層
より

断層は山地と平地の境にある

人家の近くの野島断層 地震直後

京大防災研地震予知研究センター(1995)
1995年兵庫県南部地震より

野島断層をほってみると崖は岩と土の境にある割れ目に続いている

野島断層記念館

文科省（2004）「日本の地震防災 活断層」より

野島断層はさらに深部へ伸びている

100万年間で1000mずれた

文科省（2004）「日本の地震防災 活断層」より1000年に1回大地震があった (100万年では千回)1回の地震で1mずれると、100万年で1000mずれる

近畿地方の活断層「日本の地震活動」より

１９４８

プレート境界型地震と内陸地震の起こり方
1596年以降の近畿地方の例
南海トラフの巨大地震は約100年～200年ごとに発生する。
内陸地震は、この期間内では繰り返してはいないが、千年から数万年程度の間隔で発生すると言われている。

１９２７
１９４３
１６６２
１８９１
１５９６
１９９５
１６０５
１７０７
１８５４
１９４４

内陸の断層

プレート境界の断層

１９45

１６０５
１７０７
１８５４
１９４６

地震調査研究推進本部
日本の地震より

南海地震と近畿の内陸地震の履歴（都司，1999）

2001
芸予

南海トラフの巨大地震の前50年および後10年の期間では，拡大1185
文治

それ以外の期間に比べて，発生数が約4倍
600 宇津(1974)

2000

地震の長期的な発生予測の問題点
現在のやり方：地震(規則的に発生)

次の地震の発生時はピンポイントで予測可能

活断層の活動履歴に基づいた統計的手法．
規則的に発生しているわけではないので，発生時期の見積もりに幅がある．
100

内陸大地震の場合：

200

300

海域の巨大地震
内陸の大地震400

年

起こる確率の高い期間

700年間70年間再来間隔が長いため，発生時期の見積もりに数百年程度の幅がある．
将来の精度向上にも限界あり．
発生過程の理解に基づいた(物理的な)予測手法の開発が必要

1000
100

200
2000

3000
300

4000
400

年

内陸地震の発生予測と天気予報の違い
天気予報

内陸地震の発生予測

大気・海洋中において日本列島の内陸地殻において気圧・風速・湿度などのデータ

応力・断層の強度と地震発生との関係式 ??

基礎方程式系

数値モデル化 ??

数値モデル

気温や降水量の予測

レーダー降水ナウキャスト(気象庁)

応力・断層の強度に関するデータ ??

10

内陸地震の発生予測 ???

地殻応力天気図 (満点計画)

気圧と応力の違い ー地震の発生予測の難しさー
気圧・風速・湿度などのデータ

応力・断層の強度に関するデータ

天気予報
媒質は均質

内陸地震の発生予測
媒質は不均質ビーカーの中の水

圧力：向きに寄らない, 1成分例) 905 hPa
3

逆断層
1
2

大きさの推定が非常に難しい
応力：3方向別々
方向3+大きさ3 = 6成分
3

地震を起こす力 (断層をずらす力)
1 – 3 (差)に関係
1(断層面上のせん断応力)
最大主圧縮応力向きの推定は可能

バネを一定の速さで引っ張ると限界に達して、積み木がずれる
バネの力

摩擦力

バネの力

板
摩擦力の最大値

時間地震は、地震を起こす力が断層の強度に達すると発生断層面の摩擦の問題
 机の上の積み木をひっぱる場合と同様

地震を起こす力
断層すべり断層面

断層の摩擦力地震を起こす力

断層の摩擦力の最大値=断層の強度時間

地震を起こす力の大きさの推定は非常に難しい
地震直前

地震を起こす力(前)断層の摩擦力の最大値 =断層の強度
地震直後

地震を起こす力(後)精度良く計測可能
断層すべり量

断層の摩擦力(後)地震時に限らず、地震の無いときに計測しているものも基本的には相対的な動き(精度良く測定可能な)断層すべり量は、地震を起こす力の地震前後の差で決まり、地震を起こす力自体の大きさに直接は関係しない。
断層の強度は、地震直前の断層の摩擦力(＝地震を起こす力)のことでありこれもよく分からない。

断層の強度は大きいのか？ 小さいのか？ (1980年代からの大問題)
断層の強度が大きい場合①地震直前

地震を起こす力

断層の強度(大)地震を起こす力

①
②
地震

摩擦力

②地震直後

時間

断層すべり量

地殻ダイナミクス(2014-2018)により断層の強度が小さい場合③地震直前

地震を起こす力

地震を起こ
す力

摩擦力

断層の強度(小)地震

③

④地震直後
④

時間

問題：ある断層で地震を起こす力の大きさが測定された。
断層の強度が大きい、小さいでその解釈はどう異なるか？

南海トラフの巨大地震はいつ起こるか？
地震を起こす力
断層の強度?
?
?
?

?

?

時間

次の地震

地震調査委員会編「日本の地震活動」に加筆

断層の強度も地震を起こす力の大きさも不明なので、物理的な手法により、発生時期を予測することが出来ない。

地震を起こす力、応力や断層の強度を知って発生を予測する推定が難しいため、膨大なデータを必要とする
満点計画

地震計

・地震の観測点を万点規模にする・観測点間隔を1km程度に記録装置

・電気の無い山の中でも観測可能(本来は道の無いところでも)・小型、低消費電力、長時間稼働、取り扱いが簡単
・計器を新たに開発
・実行には膨大なマンパワーが必要
設置する場所探しや許可をいただく
通信機能なし、太陽電池の設置は面倒  データ回収に回る必要あり

・地元の方々と一緒に観測する 鳥取県西部
・地元の方々に観測してもらう 大阪府北部

メニュー
地元の方々と一緒に観測した例―山陰の地震帯における観測
最終目標： 南海トラフの巨大地震の前にどこで大地震が起こるかを推定
目的： 地震を起こす力と断層の強度の空間変化を解明
現時点での成果： σ1の方位の空間変化について地元の方々に観測してもらう例―大阪府北部の地震の余震観測
最終目標： 今後の地震活動の予測
目的： 大阪府北部の地震の断層と周辺の活断層との関係を解明
現時点での成果： 有馬高槻断層帯付近の低速度異常域について

鳥取県
日野郡日南町
福万来

山陰地方の地震帯
最近約150年間は大地震が多数発生しているが，顕著な活断層は少ない。プレート境界からも遠い。
JMA catalog 1995-2004 depth<30km M>=1.0

2016 M6.6

1925 M6.8

2018 M6.1
1872 M7.1
2018 M6.1

1997 M6.6

下部地殻のやわらかいところが変形することにより直上の断層に応力集中する
赤：地震を起こす力が大きい
緑：
小さい

沈み込むプレートの「押し」による圧縮応力

島根県
鳥取県断層岡山県断層の直下のやわらかいところに変形集中
ゆっくりすべり下部地殻のやわらかいところが変形することにより直上の断層に応力集中する
沈み込むプレートの「押し」による圧縮応力σ1(最大主応力)の向き

地震を起こす力が増加

σ１(最大主応力)の向きは回転

地震帯において σ1 (最大主応力)の向きが空間変化
満点観測データ等を用いて、5kmおきにσ1の向きを推定
島根県西部地震の余震域

鳥取県西部地震の余震域

σ1 の向き(北から時計回りの角度)

宍道湖

東西に近い
出雲大社

南北に近い

回転量が大きい
回転量が小さい

注)個々の点の応力を推定

回転量の大きなところで地震を起こす応力が大きく、大地震が起こりやすい？
大地震の余震域ではないところで回転が大きいように見える。

注)鳥取県西部地震の余震域内の不均質は地震すべりによる断層近傍の局所的なもの

5

山陰地方の地震帯における稠密地震観測(満点140点 2018年10月時点)

2009以降、1206カ所設置■3成分(地震研)●0.1満点(京大)●0.1満点(九大)
▲満点

三瓶山

島根県西部の地震の余震観測(2018年4月～７月 56点)

鳥取県中部の地震の余震観測(2016年10月～現在 max69点)

0.1満点観測 松本・他(2018)(2016年4月～2017年3月 1000点)

赤ピン ：2009年~ 50カ所
黄ピン： 2015年~ 余震観測点かその近傍●：2015年~ 新規
青ピン： 定常点 (防災科研、気象庁、京大防災研)

地元の皆さんに支えられた地震観測
阿武山地震観測所・サイエンスミュージアム計画
i) 満点計画の基地
地域との連携 (e.g., 鳥取県西部地震観測ボランティア)
小学校で地震観測 (満点計画防災教育プログラム)ii) 歴史的な地震計を活用したアウトリーチ
阿武山サポーター活動

サポーターが地震観測、地震の読み取り地震計のメンテを行っている小学生が阿武山を訪問

満点計画 地震観測点を万点(満点)へ
100km×100km程度の領域に100点なら 10km おき
1千点なら 3km おき
1万点なら 1km おき程度の高密度で観測点を設置できる

阿武山観測所が基地機能を果たす

 500点の場合の例
定常点50点
臨時観測点 450点

機器の検定風景
低消費電力記録装置

EDR-X7000
・平成18年度総長裁量経費で開発・特許取得 2012年5月
・世界最高性能(オフライン地震観測用データロガーの中で)
エコ 大記憶容量 高分解能 高時刻精度
単１乾電池24本で１秒間に250点のデータを約９月間連続観測可能
既存の最も優れたものの約2/3の低消費電力

小型軽量地震計
KVS-300
・平成19年度防災研究所特別事業費で開発・特許取得 2011年11月
・世界最小・最軽量(2Hzの動コイル型地震計の中で)外形寸法 11×10 ×15cm 重量 約1.5kg

阿武山地震観測所・サイエンスミュージアムプロジェクト
具体的な取り組み

・歴代地震計等の保存・展示化
・サポーターの養成サポーター養成講座

・一般見学会、団体見学会
・出前講座、ペットボトル地震計工作・「阿武山アースダイバー」作成
・まんてんてらこや (一般向け サイエンスカフェ)
・阿武山倶楽部 (中高生向け サイエンスクラブ)

地震計ツアー風景

夏休み子供大学

阿武山サポーターが鳥取県西部の観測に参加 2014年～

場所探し 土地交渉

現地作業場で機材準備設置調整

鳥取県西部の0.1満点(千点)観測 2016~2017年度 松本・他(2018)
地域のボランティアを養成、300カ所の場所探しと用地交渉をお願いする
既に地震観測に精通していた、阿武山サポーターが「仲立ち」を務める
研究者

A: 阿武山サポーターAA

事前ミーティング
阿武山サポーターさんも参加

場所探し実習地域ボランティアさん

終了後A「満点計画」と連携した防災教育プログラム
巨大災害研究センター 矢守研との共同研究
京丹波町 下山小学校での取り組み 2009年～

小学生が設置やメンテナンスを行う

満点地震計の特徴を学ぶ

最先端の地震研究に子どもたち自身が参加することで、専門家のみが担ってきた防災実
践を、専門家と非専門家の両方が担う防災実践へとかえる。

下山小の生徒が阿武山を訪問、ネットで鳥取の小学生と交流会も行う。

鳥取県日野町での取り組み 2009年～ 鳥取県との共同事業
AA

設置やメンテナンス方法の勉強
日野町根雨小学校

現地作業
日野町黒坂小学校付近での設置
2015年6月19日朝日新聞より(機材トラブルがあり数回やり直した)土木学会誌 (2010年11月)

70%のシェアを持つ新聞がボランティアへの参加を呼びかけて下さる。
受付窓口は 鳥取県危機管理局
二十数名の応募があり、ニュースレターを配布
日本海新聞 １面 2015.3.28

メニュー
地元の方々と一緒に観測した例―山陰の地震帯における観測
最終目標： 南海トラフの巨大地震の前にどこで大地震が起こるかを推定
目的： 地震を起こす力と断層の強度の空間変化を解明
現時点での成果： σ1の方位の空間変化について地元の方々に観測してもらう例―大阪府北部の地震の余震観測
最終目標： 今後の地震活動の予測
目的： 大阪府北部の地震の断層と周辺の活断層との関係を解明
現時点での成果： 有馬高槻断層帯付近の低速度異常域について

鳥取県
日野郡日南町福万来

大阪府北部における活断層の分布(堤・飯尾, 2019)に加筆

高槻生駒測線

有馬高槻断層帯の延長部
有馬高槻断層帯

赤線：既知の活断層
青線：既存の反射法地震探査測線

大阪府北部の地震の震央

生駒断層の延長部
断差
茨木測線
微小地震の線状配列

交野断層

黄色：今回確認された活断層
丸の位置に段差高槻測線

平野下のコンターは基盤の深度(赤松・他,2006)
生駒断層

大阪府北部における活断層の分布と基盤構造
公園墓地

男山

阿武山

大阪府北部の地震の震央
生駒断層
有馬高槻断層帯

阿武山

公園墓地

男山

大阪府北部の地震の震央

上図から土をはぎ取ったもの

重力異常から推定された有馬高槻断層帯付
近の基盤構造(赤松・他, 2006)に加筆

基盤深度(m)

第1期 余震観測点設置風景
阿武山サポーターが地縁・血縁・土地勘を生かして、観測点探し・土地交渉・設置に大活躍。
0.1満点システム
松本・他(2018,2020)
オフライン(現地収録)(携帯による通信機能あり)

上下動のみ1成分観測
単一電池48個で1年半程
度 SDカードに連続記録
地元の方々のご協力に深く感謝申し上げます。
高槻市、茨木市、枚方市、
淀川河川事務所、牧野パークゴルフ、樟葉パブリックゴルフには便宜を図っていただきました。

大阪府北部の地震の余震分布 2018年6月18日～9月1日
断面図

平面図

逆断層
震源断層は浅野・他(2018)による
横ずれ断層

有馬高槻
断層帯
生駒断層帯

102点

8点
3点

横ずれ断層

断面図

逆断層

臨時点と定常点の手動読み取りデータからhypomh_psにより震源決定
O-Cの平均値から求めた観測点補正値を使用

各観測点における走時の遅れと基盤構造

余震に対するP timeの残差の平均値
地震波が早く到着

地震波が遅れる堤・飯尾(2019)による
活断層分布(背景は赤松・他(2006)による重力基盤図)にP‐timeのO‐Cを重ねた

大阪府北部の地震の余震分布と断層の型 2018年6月18日～9月1日
断面図

平面図

逆断層

阿武山
横ずれ型の余震

高槻
市役所
有馬高槻
断層帯

逆断層型の余震
横ずれ断層

本震の震源

本震の震源

横ずれ断層

横ずれ断層

逆断層

断面図深さ (km)

震源断層は浅野・他(2018)による逆断層

横ずれ断層

逆断層

深さ (km)有馬高槻断層帯の深部はどこにあるか？
高槻市役所

有馬高槻断層帯
阿武山

西

逆断層

深さ

横ずれ断層

鉛直 傾斜
傾斜
約82°
約75°

北

CTスキャン的な手法で有馬高槻断層帯の深部を探る
平面図

断面図

北方

北方

震源断層は浅野・他(2018)による

南方

南方

南方

北方

北方

震源が浅い

南ほど地震波が遅れる

北ほど地震波が遅れる

深い大阪府北部の地震の震源断層は有馬高槻断層帯の低速度異常域内にある

OT40+

南方

ABU

北方
断面図

北方

市民が生まれて初めて地震計を一人で設置した11月30日 阿武山観測所で設置作業の講習会を開催。十数名が参加。
12月2日 坂手さん、持ち帰った地震計を一人で設置 @ OH149
12月6日 もう1カ所設置を設置 (写真撮影は溝口さん) @ OH150

記録装置と接続

上下動地震計を土に差し込む

防水のためケースをビニール袋で覆う
セルフチェック中

設置完了、近景を撮影

遠景を撮影

作業シートの記入を確認

おわりに ―現時点での到達点―
σ1の方位のコンター図

気圧配置図

赤回転大回転小青
新潟地方気象台HPより

かつては、現在の気圧配置図と過去の経験とから、天気を予測していた。
これは、基本的には経験的なアプローチ

回転が大きいところで地震を起こす力が大きいと考えていたが、そう単純では無かった。
断層の強度を推定する必要もある。
かつての天気予報のレベルよりもはるかに遅れている。

地震を起こす力と断層の強度から地震の発生予測を行う(絶対値の)アプローチを地道に続けてゆきたい