(ひずみ20-1-1-1)

ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究
ひずみ集中帯の重点的調査観測
研究（１）自然地震観測
1-1 陸域における自然地震観測■事業概要（公募要領における記載事項）
ひずみ集中帯における地震活動及び地殻深部構造を明らかにするため、地震計等の観測装置及び周辺機器等を設置・整備し、定常的な自然地震観測を行うことにより 地下深部構造の精密なトモグラフ観測を行うことにより、地下深部構造の精密なトモグラフィーを可能とし、を可能とし精度の高い震源決定や強震動予測等に必要な地震波速度構造と非弾性の三次元的な分布を明らかにする。

防災科学技術研究所

■５年間の年次計画
5カ年計画概要［陸域における自然地震観測］
平成20年度： 機動的地震観測装置約300台を用いて、新潟県を中心に観測点間隔約3～5km
機動的地震観測装置約300台を用いて 新潟県を中心に観測点間隔約3～5km
及び約10km程度の稠密・広域地震観測網、秋田県周辺に広域地震観測網を構築し、定常的観測を開始する。
平成21年度：陸域での定常的地震観測を継続するとともに、既存の高感度地震観測網Hi-net等も利用して高精度震源分布、稠密観測地域のトモグラフィー初期モデルを得る。
平成22年度：陸域での定常的地震観測を継続し、ひずみ集中帯内外におけるトモグラフィー初期モデルを得るとともに、秋田・山形において機動的地震観測装置約100台による稠密地震観測網を構築する。
観測網を構築する
平成23年度：陸域および海域での定常的地震観測を継続し、変換波解析等を用いて地下構造モデルの改良を進めるとともに 新潟県内の稠密地震観測点約100台を移設するモデルの改良を進めるとともに、新潟県内の稠密地震観測点約100台を移設する。
平成24年度：陸域および海域での定常的地震観測を継続しつつ、当該年度中に機動的地震観測機器を回収する これらのデ タに基づいて観測対象領域全域における高精度３次元地観測機器を回収する。これらのデータに基づいて観測対象領域全域における高精度３次元地下構造を明らかにし、震源断層深部形状に関するモデルを構築する。プロジェクト終了後は、地震調査研究推進のため、本サブプロジェクトで取得されたデータは地震調査研究推進本部の方針に従 てすべて 般に対して公開する また 本プロジ クトで整備した観測装置およびの方針に従ってすべて一般に対して公開する。また、本プロジェクトで整備した観測装置および機器等については、プロジェクト終了後は受託機関において一元的に管理するとともに、研究機関からの依頼に応じ、これらの機器等を有効に利用可能な体制を整備する。

観測・処理・解析の概要
非リアルタイム方式による稠密定常観測
陸域地震観測装置

既存Hi-net

CF等

データ回収

処理

解析
3次元非弾性構造

3次元地震波速度構造

高精度震源分布

高精度地下構造モデル・深部震源断層モデル構築

稠密観測網による効果（例）
糸魚川 静岡構造線断層帯における重点的調査観測の成果
糸魚川−静岡構造線断層帯における重点的調査観測の成果
約10年間で観測点が急増
・より小さな地震の検出が可能
・高精度の震源決定が可能

断層と地震活動との関係を調べるには，断層近傍での観測強化が重要．

1980年～1996年

2001年～2007年

目的と計画内容［目的］●地震発生層（上部地殻）内における震源断層深部形状●ひずみ集中帯における下部地殻・上部マントルまでの構造解明［内容］●広域観測 長野北部～秋田北部、
約約10km間隔、5年間間隔 年間●稠密観測 震源断層近傍、約3km間隔、2~3年間●線状稠密観測 H21地殻構造探査測線に平行

地殻構造探査による地震波速度絶対値

高精度震源分布・高分解能トモグラフィー（CTスキャンと同じ原理）

観測対象範囲 陸域自然地震観測計画
秋田広域地震観測（H20-H24）
秋
広域 震観測（）（20点 10km間隔）
秋田稠密地震観測（H22-H24）（50点 3km間隔）
3k 間隔）
東北大（H20-H24）（20点 5-20km間隔）

山形稠密地震観測（H22-H24）（50点 3km間隔）

新潟広域地震観測（H20-H24）（120点 10km間隔）

海域自然地震観測計画

新潟・会津稠密地震観測（H20-H24）（30点 3～5km間隔）
新潟稠密地震観測（H20-H22）（130点 3km間隔）

構造探査測線

新潟稠密地震観測（H23-H24）（130点 3km間隔）

観測点設置における基本的考え方
広域地震観測●対象地域を含む広範囲の標準的構造把握◎ひずみ集中帯の外側までカバーし、内外の構造の違いを明らかにする●遠地地震や深発地震が必要◎発生頻度が低いので、５年間観測●観測点配置は粗め（10km程度）

稠密地震観測●対象地域の震源断層周辺の微細構造把握◎震源断層 不均質構造◎震源断層と不均質構造との関連を明らかにする関連を明らする●近地地震が必要◎発生頻度が高ければ、２～3年間観測●観測点配置は細かい（2 3km程度）●観測点配置は細かい（2～3km程度）

線状稠密
地震観測

●会津ー佐渡沖海陸統合地殻構造探査測線（H21）に沿った深部構造把握◎構造探査と直接比較ひずみ集中帯全域の構造解明による●遠地地震や深発地震が必要◎発生頻度が低いので、５年間観測●観測点配置は細かい（3km程度）

H20年度観測点配置案■ オフライン地震観測点（広域点 10km間隔）■ オフライン地震観測点（稠密点 2~5km間隔）■ オフライン地震観測点（線状点 3km間隔）□ 簡易ボアホール地震観測点
簡 ボ
観 点▲ 定常地震観測点（防災科研，大学，気象庁）

新潟県周辺における自然地震観測計画（陸域）
平成20年度：地上設置点300箇所、簡易ボアホール10箇所の設置：地上設置点300箇所、簡易ボアホル10箇所の設置
平成21-22年度 ：観測継続
平成23-24年度 ：地上設置点のうち100箇所を移設し観測継続

簡易ボアホ ル
簡易ボアホール
10箇所

地上設置点 300箇所
GPS（別経費で実施予定）

GPS
電気
電話ボックス

記録計 バッテリー
バリ
50cm

50cm

地震計

・3～10km間隔で地震計を設置し、自然地震を観測する。
・地震計は、深さ50cm程度、直径50cm程度の穴を掘って設置し、その脇に記録計 GPSアンテナポ ルを置く
その脇に記録計、GPSアンテナポールを置く。
・記録計はバッテリーで稼動し、CFメモリカードに記録される。
・バッテリーやCFの交換のため、４ヶ月ごとに保守作業を実施する。
約300箇所に設置。（約80箇所は学校の公共用地への設置を希望）

マンホール

20m

10箇所は、20m程度のボーリング孔に専用の地震計を設置し、電話線により連続的な観測を実施する。

地上設置点（300箇所）■観測方法
・現地収録オフライン式観測・地震計を埋設し、ノイズ低減化
・データは連続収録
デ タは連続収録
・地震計は2Hz計を使用．（ただし90箇所は1Hz計を使用）
・積雪が多いため、GPSアンテナポール
積雪 多、
ア テナポ
は高さ2.8m以上とし，観測ケースは雪囲いされる■保守・管理体制
・４ヶ月毎にCF,バッテリー交換
・データ回収後、データマージ→イベント検出→検測作業

GPSアンテナ

高さ2.8m以上

三成分地震計データロガー

雪囲い端子台
観測ケース
バッテリー

地震計埋設例

観測ケース内観測点外観（写真はプロトタイプ）

平成19年度補正予算による観測機器整備
H20年6月6日 納入業者決定
H20年11月より 300式順次納入予定

データロガー
計測技研社製
HKS-9550
HKS9550(写真はプロトタイプ)

ディープサイクルバッテリー
G&Yu 社製
SMF27MS-730
SMF27MS730 (105Ah)•繰り返しの充放電に•超低消費型 (0.3W)
強強い•3ch 100Hz sampling•大容量 (105Ah)•AD分解能 24 bit•サイズW304×D173•信号入力 ±2.5V×H225 mm•8Gbytes
8Gbytes CF 収録•GPS時刻校正 1衛星で •重量 22.3 kg
校正可能•データ形式 WIN/WIN32 この組み合わせ
組み合わ• 外形寸法
外 寸法
で連続5ヶ月間
W210×D230×H99mm
収録可能•重量 2.0kg

2Hz地震計China Geo-Equipment Corporation社製
CDJ-S2C-2

1Hz地震計Geo space社製
GS-1•速度波形出力•速度波形出力•固有振動数
固有振動数 1Hz
1H ±10%•固有振動数
固有振動数 2Hz±0.2Hz
2H ±0 2H
•感度 3.8V/kine ±10%
•感度 2.0V/kine ±10%
•コイル抵抗 6040Ω±10% •コイル抵抗 4550 Ω±5%
ダン ング定数 0.7 ±10%•ダンピング定数
ダン ング定数 0.7±10% •ダンピング定数•外形寸法 Φ128 × 80mm •外形寸法 Φ210 × 200mm（筐体部分）（筐体部分）•重量 12 kg•重量 2 kg

観測データ処理システム
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF
CF

現地観測記録（CFカード）Hi-net定常業務系
震源・検測値データ（デ タベ ス）
（データベース）

ひずみ集中帯観測データ処理システム

連続波形
データ蓄積

イベント検出・判定
自動震源決定マージ処理
イベントデータ蓄積

ひずみ集中帯観測
震源・検測値データ（データベース）

手動検測処理動検測処

■期待される成果◇観測対象地域におけるこれまでの研究
・上部マントルと下部地殻に低速度域が存在
・震源断層は低速度の上盤側と高速度の下盤側との境界に位置する．
・破壊開始点は局所的不均質構造による応力集中の可能性
・蛇行する活断層帯に沿って上部地殻内の低速度帯が存在

1995年新潟県北部地震
年新潟県 部 震

酒井他 (1995)

Kato et al. (2005)

Vp D=9km
9武田他 (2005)
Nakajima et al. (in press)•地域的な構造からより局所的な構造の理解へ•インバージョンテクトニクスの理解は不可欠•微小地震活動と歴史地震の震源域との関係

ひずみ集中帯
観測データ
観測デタ

Okada et al. (2006)

Kato et al. (2006)

地震波トモグラフィー
精密震源決定応力場インバージョン
レシーバ関数レシバ関数
減衰・散乱構造 etc.

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ひずみ集中帯における構造の連続性
セグメント境界となる特徴的構造
地下に埋没しているリフト構造
応力場の不均質性
過去の震源域の推定
地震の連動性と構造との関係
余震活動の時間的減衰と構造との関係
ひずみ地震発生場の共通性の検討

ひずみ集中帯における深部震源断層形状・高精度地下構造の解明

平成20年岩手・宮城内陸地震への対応
アレイ観測

一関西

×

アレイ測線
一関東

今回の震源域の中で特に断層周辺における精密構造解析を目的として実施．
アレイ測線は、Hi-net一関西とHi-net一関東を結ぶラ線
インにほぼ平行に配置し、約300m間隔でオフライン地震観測装置を約50台を設置．測線長は約15km．
→断層面の形状および断層を境する速度構造の解明。
余震
余震活動域から地表出現位置まで連続性のある断表
位
連続性 あ層面の検出。

テレメータ点
テレメタ点
断層出現位置（東北大，産総研）▲ Hi-net△ 新規テレメータ点

テレメータ観測

防災科研の交付金プロジェクト「地震観測データを利用した地殻活動の評価及び予測に関する研究」の一環としてた地殻活動の評価及び予測に関する研究」の環として、数点の機動的テレメータ地震観測を実施予定。
→基盤的地震観測網等のデータとあわせ即時処理を行い、モニタリングの高度化に資する。