ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究
B-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ィーを可能とし、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

陸域における自然地震観測
H22
H23

地震観測点外観•••••

H20年度：オフライン観測点300点を展開
H21年度：300観測点維持
H22年度 100観測点を移設し 観測領域の南域に集中展開
H22年度：100観測点を移設し、観測領域の南域に集中展開
H23年度：300観測点を維持するとともに、ひずみ集中帯の外縁部周辺に50点新設
H24年度：全350観測点を撤収

トモグラフィー解析データ
Data-2265 events (M >= 1.0),occurred from Dec
Dec. 2004 toJune 2012, recorded by boththe permanent (191 stations)and temporary (350 stations)networks.
-A total of 196,272 P-wave
and 197,140
197 140 S
S-wavewave absolute
travel times.

-1D initial velocity model(obtained by JHD)
Software: TomoDD (Zhangand Thurber, 2003)

Origin: (139.0, 37.5)

チェッカーボードテスト（Vp）

Pertturbation (%)

チェッカーボードテスト（Vs）

Pertturbation (%)

チェッカーボードテスト（Vp 10kmグリッド）

Pertturbation (%)

速度構造（Vp）(km/sec)速度構造（dVp）

Pertturbation (%)

速度構造（dVs）

Pertturbation (%)

速度構造（Vp/Vs）

Vp/;Vs比

下部地殻の速度構造

Pertturbation (%)

下部地殻の速度構造

Pertturbation (%)

P波等速度面（基盤形状）(Vp=5.7 km/sec)

2007中越沖

1828三条2004中越中越2011長野・新潟

•
••
•
•

北東－南西方向に走るトラフ状構造が存在
トラフ状構造の中にも凹凸がある
地震活動は基盤形状の勾配が大きいところに多い（⇒断層の存在）
中越・中越沖地震の震源域間に基盤の盛り上がりがみられる
その南端部に構造の境界が存在する

構造まとめ• ひずみ集中帯下には北東－南西方向に走るトラフ状構造が存在• 地震活動は基盤形状の勾配が大きなところで多く発生→堆積層下の震源断層を見ている？
• 基盤深度（Vp=5.4km/sec）より深いところで地震が発
基盤深度（Vp=5 4km/sec）より深いところで地震が発生→地震発生層上限を規定• 中越地震余震域より南では地震が発生している上部地殻（基盤）の速度が小さい• 中越地震余震域では、逆に上部地殻の速度が大きいが（深さ15kmで6km/sec後半）→速度構造境界の存在2011年3月12日長野県・新潟県県境付近の地震 （ MJMA6.7 ）三次元速度構造モデルと波形相関データを用いた震源再決定
稠密オフラインデータと一次元速度モデル
2011/3/11 15:55 – 3/13 1:53

三次元速度モデルと波形相関データ追加
2011/3/11 15:55 – 3/13 1:53

三次元速度構造モデル(エネスクほか,速 構造 デ2012)• 全体的に浅くなり、特に北東領域の震源は4-5 km浅くなった• 震源域の広がりが縮小した• 北東に向かって深くなる分布は見られない

精密震源分布と断面図••

北東領域では南東傾斜の震源分布が確認できる
南西領域では明瞭な南東傾斜の震源分布は確認できない

本震直後と最大余震直後の震源分布
本震直後（約30分間）•最大余震直後（約70分間）

最大余震発生後に北西に傾斜する分布が見られる

InSARの結果との比較

南東傾斜の断層別の断層（西北西傾斜？）

小澤 (2011)••

本震の震源断層は南東傾斜である
南西側に最大余震に伴う北西傾斜の別の震源断層が存在する

クーロン応力変化
東北地方太平洋沖地震発生後１か月間にひずみ集中帯で発生したM ≥ 5.0の地震

節面上の最大クーロン応力変化

Slip model ofSuzuki et al.
((2011).
)エネスクほか（２０１２）• 長野県・新潟県県境付近の地震では、有意と言われる0.01MPaを超えている長野県 新潟県県境付近の地震では 有意と言われる0 01MP を超えている• ⇒静的応力変化によって引き起こされた可能性がある（但し、その変化量は小さい）

東北地方太平沖地震前後におけるメカニズム解の変化
Hi-net 2009/07/01 – 2011/03/10

Hi-net 2011/03/11 – 2012/12/31

速度断面図（Vp）
NW(km)

SE(km)
(kkm)
(km)
(km)

(km/sec)••

ほとんどの地震はP波速度5km/secを超えるところで発生
北東側と南西側とでは地震発生層の速度が異なり、南西側の方が速い

速度断面図（Vp/Vs）
SWNE

(km)

• 本震の直下にV
本震の直下にVp/Vs比が大きい/V 比が大きい領域（Vsは小さい）が存在する⇒流体の存在NW(km)

SE(km)
(km)
(km)

Ratio

2004年中越・2007年中越沖地震震源断層
2004年中越地震

2007年中越沖地震

Yukutake et al. (2008)•••

Kato et al. (2005)

いずれの地震でも、本震および余震で複数のセグメントが短い時間内に破壊セグメントの長さは数~10km
断層面の傾斜方向は同じではない

新潟における陸域ひずみ集中帯に共通の特徴か？

ひずみ集中帯下の基盤構造概念図
Extensional regime

Compressional regime

At the opening of the Sea of Japan

Present(the Miocene)(since the late Pliocene)長野県・新潟県県境付近の地震の震源断層モデル

SWNE
High V
Low V

北西傾斜の余震震源断層

南東傾斜の本震震源断層

Low Vs
間隙水圧上昇？
High Vp/Vs
流体(水 or マグマ？)△ 3.11後に地震活動が活性化した火山
気象庁 ((2012))
気大振幅の表面波が通過することによる
ダイナミ クトリガ による地震の可能性
ダイナミックトリガーによる地震の可能性

減衰トモグラフィーチェッカーボードテスト

20ｋｍ間隔40ｋｍ間隔減衰構造（Qp, 2Hz）
40ｋｍ間隔20ｋｍ間隔下部地殻の非弾性構造は？
低速度
高速度

減衰大
減衰小

Coseismicな地殻変動

Ohzono et al. (2012)

上部地殻の弾性定数の違いだけで説明できる

下部地殻の粘性緩和の不均質• 下部地殻の粘性の不均質により応力蓄積の差が生じる• 粘性の不均質により境界部に応力集中まとめ• 近年ひずみ集中帯で発生した地震は、本震および余震
近年ひずみ集中帯で発生した地震は 本震および余震
で複数のセグメントが短い時間内に破壊している• 新潟における陸域ひずみ集中帯で発生する地震の特徴
新潟における陸域 ずみ集中帯 発生する地震 特徴
として数～10kmのブロック単位で破壊を起こす• 長野新潟県境の地震の本震直下に高Vp/Vs領域が存在し、地震活動が活性化した火山と同様にダイナミックなトリガーも原因として考えられる→つまり遠地の巨大地震でもひずみ集中帯で地震が発生する可能性がある• Coseismicな地殻変動は上部地殻の弾性定数の違いだ
け 説明 きる。
けで説明できる。
• 下部地殻に高速度・低減衰領域があり、下部地殻に粘性不均質が存在するために 境界部に応力集中が生じ性不均質が存在するために、境界部に応力集中が生じる可能性がある。