第80回調査観測計画部会

資料 計８０－（２）平成28年熊本地震を踏まえた
総合的な活断層調査
平成28年度成果及び平成29年度進捗状況の概要について
研究代表者：清水 洋（九州大学大学院理学研究院）

本調査研究の課題と目的• 平成28年熊本地震の特徴と断層（地表地震断層および震源断層）に関する調査研究結果の整理とまとめが必要である。
• 布田川断層帯および日奈久断層帯の特性（位置、形状、平均変位速度など）の把握は不十分である。
• 日奈久断層帯（日奈久区間と八代海区間）には将来の地震発生確率に大きな幅がある。
• 布田川断層帯（宇土区間）は伏在しているため、断層の位置、形状などの知見が乏しい。

本研究の目的：（１）断層帯の基本情報の高度化（２）強震動予測の高度化（３）地域の防災・減災への貢献

本調査研究のサブテーマと実施機関

サブテーマと調査研究の流れ
サブテーマ１：活断層の活動区間を正確に把握するための詳細位置・形状等の調査及び断層活動履歴や平均変位速度の解明のための調査サブテーマ2：断層帯の三次元的形状・断層帯周辺の地殻構造の解明のための調査観測
2-1. 地殻構造の解明のための地震、電磁気等による調査観測2-2. 地殻変動調査観測

断層の基本情報の高度化

震源断層像の高度化
サブテーマ3：断層帯周辺における強震動予測の高度化のための調査研究

強震動予測の高度化

サブテーマ4：関係自治体との連携による調査成果の普及と活用の実践的研究

関係自治体の地震に対する防災・減災力の強化

サブテーマ１：活断層の活動区間を正確に把握するための詳細位置・形状等の調査
及び断層活動履歴や平均変位速度の解明のための調査

地表変状のマッピング

Ｓｈｉｒａｈａｍａ et al.(2016), 熊原ほか(2016) および粟田ほかの未公表資料に基づく．

地表変状情報のまとめ• 地震断層のうち主断層は，長さ31-33km・幅23km程度の右横ずれ正断層帯を構成する．
• 主断層の上盤側および延長部で，多くの副断層・誘発断層が出現した．
• 地表変動による人工構造物の伸長破壊が，主断層帯内の広範囲に拡散している可能性．
• 阿蘇カルデラ北西部の断裂は，深度数10m以浅に生じたと推定される大規模な側方流動である．

平成28年度の活動履歴調査地点①甲佐町白旗山出③八代海海域
津奈木沖②宇城市小川町
南部田

2016年度陸域活断層調査結果• 甲佐町白旗山出（高野ー白旗区間）と宇城市南部田（日奈久区間）で，トレンチ調査を実施した．
• 山出トレンチからは，約1万5千年前以降5回（合計6回）の古地震イベントが推定された．
• 南部田トレンチからは，約1万8千年前以降6回の古地震イベントが推定された．

日奈久断層海域延長部（八代海区間）における調査観測
平成28年度の成果：（１）海上ボーリングは評価対象断層を挟んで２本実施（掘削長TNK-1:20m，TNK22:25m）。両孔とも最終氷期最低海水準期に形成された浸食面を掘りぬく深度まで掘削し、柱状試料を採取。
（２）高分解能な音波探査は海上ボーリング孔周辺の2キロ平方メートルにおいて、断層の走向、傾斜を3次元的に把握できるように面的かつ高密度に実施。
（３）断層を挟んだ反射面の上下変位の累積性および柱状試料の年代分析結果に基づくと，評価対象断層は過去約一万年間に最低でも4回活動。

高分解能マルチチャンネル音波探査断面とボーリングコアの対比図

＋H28年度の調査結果
布田川断層帯

日奈久断層帯

現在から何年前 ↓平均活動間隔
8100年～26000年

不明

3600年～11000年

1100年～6400年

地震本部（2013）に加筆

＋H28年度の調査結果：仮説１
布田川断層帯

日奈久断層帯

現在から何年前 ↓• 従来考えられていたよりも，高頻度で地震を起こしてきた．
• 平均活動間隔は，2～3千年程度．粗密がある可能性がある．
地震本部（2013）に加筆

＋H28年度の調査結果：仮説２
布田川断層帯

日奈久断層帯八木ほか（2016）

現在から何年前 ↓• 従来考えられていたよりも，高頻度で地震を起こしてきた．
• 平均活動間隔は，2～3千年程度．粗密がある可能性がある．
• 高野ー白旗区間と日奈久区間の区間分けに疑問．
地震本部（2013）に加筆

布田川・日奈久断層帯の区分と調査データ

2017/10/13

サブテーマ２：断層帯の三次元的形状・断層帯周辺の地殻構造の解明のための調査観測

熊本地震の精密震源分布
地理院モデル

地理院モデルMj7.3本震付近（布田川・日奈久断層のジャンクション領域）における深さ断面．
右図上段は日奈久断層の走向に直交する断面，
右図下段は布田川断層の走向に直交する断面（断面の位置はそれぞれ上図のA7とB5に対応）．
▼は地表の活断層トレースの位置を示す．

山下・他（2016）布田川・日奈久断層帯に沿った断面における地震波速度構造
Shito et al.(2017)比抵抗構造と地震時すべりとの比較
Asano and Iwata, 2016, EPS

すべり量

比抵抗KumamotoAso

相澤・他（2017）布田川・日奈久断層帯の起震応力場

主応力軸の方向（水平に近い2つを表示）

応力比から求めた応力区分（青、緑、赤：横ずれ、1軸伸張、正断層応力場）

Matsumoto et al.(2015)

地震発生以前の応力場から推定される最適すべり方向と地震時すべり方向の比較

2016年熊本地震発生以前の起震応力場

P軸

T軸
熊本地震前の震源のみを使って高分解能で推定した応力場から、本震断層面上で期待されるすべり方向（赤線）を推定し、それを Asanoand Iwata (2016) による本震時すべり（青線）と比較した。
断層形状と応力場から、複雑な地震時すべり方向を事前に見積もることができることが示唆された。
→ 強震動予測の高度化

松本・他 (2016)

GNSS連続観測による熊本地震の余効変動と布田川・日奈久断層帯のひずみ場
GNSS観測点• 新設観測点１点（赤四角）• 熊本地震後の臨時観測点２０点（青丸）• 九大・京大・鹿大共同観測点１５点（青三角）• 気象庁火山観測点
９点（灰四角）• GEONET観測点（黒四角）
中尾・他（2017）

定常的な変動を補正後の余効変動（断層帯南東側）
中尾・他（2017）
m

南北成分

5cm

m

東西成分

5cm

上下成分5cmm

NNTK
KTNJ
MIFN
1160
MRTK
TYNO(TYNO)
0702
OGWA
YTHT
YFTM

原因不明
2016

2017

2016

2017

2016

2017

GEONET+九大・京大・鹿大GNSS連続観測による
面積ひずみと最大せん断ひずみ（2004年-2014年）
面積ひずみ

阿蘇山付近で縮み姶良カルデラで伸び最大せん断ひずみ

大分地方で最大
布田川・日奈久断層帯も大きい
中尾・他（2017）

主ひずみ（2004年〜2014年）
中尾・他（2017）

熊本平野における反射法地震波探査

反射法探査測線

反射法探査の結果（地質解釈図）

反射法探査の結果（拡大図）

地質解釈断面図

地質解釈断面図

H27年度の産業技術総合研究所による調査結果との対応

中型バイブロサイスを震源とした反射法地震探査による解釈断面図↓↑
宇土区間とその周辺の表層地質図に測線を加筆

産業技術総合研究所(2016)：地域評価のための活断層調査（九州地域）平成27 年度成果報
告書【３．布田川断層帯／宇土区間】より引用

サブテーマ３：断層帯周辺における強震動予測の高度化のための調査研究

震源断層モデル・地下速度構造モデルの高度化
平成28年度の実施内容（１）熊本地震時の臨時強震観測・微動観測や分析情報の収集（ＳＩＰ、科研費（特別研究促進費））（２）熊本平野を中心とした臨時強震観測の展開（３）自治体震度計記録の収集（４）強震観測点サイト（自治体震度計）等での微動アレイ観測（５）熊本平野、八代平野での微動調査、地盤情報調査
平成２９年度の八代平野調査に向けての単点微動観測、熊本平野・八代平野を中心とした温泉ボーリング情報の収集

番号 地点名
93002 阿蘇市内牧
93006 阿蘇市波野93009 南阿蘇村白水
93010 南阿蘇村久木野
93011 南阿蘇村長陽
93020 宇城市不知火
93024 宇城市小川93025 宇城市豊野
93044 菊陽町役場
93055 八代市千丁93056 八代市鏡93057 氷川町役場
93058 氷川町宮原
93061 八代市東陽93096 大津町役場
9CF20 宇城市役所
KMM012八代市役所
93060 八代市坂本93062 八代市泉YTSIC 八代ICそば

微動アレイ観測岩田・他（2017）

微動アレイ観測による構造とJ-SHIS-V2モデルとの比較
大津町役場

Ｓ波速度構造モデル
青、緑：簡易変換速度構造（Ballad, 1964など）
灰：J-SHIS v2モデル

岩田・他（2017）

分散曲線△：観測位相速度
青、緑：簡易変換速度構造
灰：J-SHIS v2モデル

断層帯周辺における強震動予測の高度化のための調査研究（H28年度成果）• 阿蘇、大津・菊陽、宇土半島付け根、八代平野、九州
山地内の自治体震度計観測点近傍で微動アレイ探査を実施• 阿蘇、大津・菊陽、宇土、八代平野の観測位相速度（0.5〜10Hz帯域）はJ-SHIS-V2モデルからの理論値を大幅に下回る。
– 地盤速度構造モデルは大幅修正の必要– ただし、観測データの精査も必要• 今後、微動H/V、地震動R/V・H/V、サイト増幅特性等のデータを揃え、地盤速度構造モデル修正に活かすサブテーマ４：関係自治体との連携による調査成果の普及と活用の実践的研究

熊本県内における防災・減災に関わる関係機関への事業説明並びに連携強化
平成28年度：熊本県、熊本市、益城町並びに八代市の危機管理と教育委員会への本プロジェクトの説明と協力要請
平成29年度：「平成29年度市町村及び消防本部等国民保護・防災・消防担当課長及び担当者会議」での平成28年度成果の説明と平成29年度調査観測に対する協力要請

調査成果の防災・減災教育への活用
平成28年度：
甲佐町立白旗小学校の児童67名を対象にトレンチ壁面観察と断層実験・振動実験を併せて3時間の授業を実施
平成29年度：
益城町で開催された「地震火山こどもサマースクール」の開催支援（講師の派遣、教材の作成と提供）

甲佐町山出トレンチの観察2017年度陸域活断層調査予定
今年度の調査地点②益城町島田GPR：10/23～
トレンチ：11月～12月

③八代市
川田町西？
GPR：10/23～
ボーリング：11月～12月
トレンチ：1月～③八代海海域
津奈木沖

①南阿蘇村
沢津野？
ボーリング：10/11～
GPR：10/23～
トレンチ：11月～12月①甲佐町白旗山出②宇城市小川町
南部田

平成29年度：八代平野を東西に横断する反射法地震探査