３.１.３

電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明と機構解明データセンターの

運用
目次
(1)

業務の内容・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・68(a) 業務題目(b) 担当者(c) 業務の目的(d) ６ヵ年の年次実施計画
1) 平成１９年度
2) 平成２０年度
3) 平成２１年度
4) 平成２２年度
5) 平成２３年度
6) 平成２４年度(e) 平成２１年度業務目的(2)

平成２１年度の成果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・69(a) 業務の要約(b) 業務の成果
1) 電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明a) 東北背孤ひずみ集中帯における広帯域 MT 観測b) MT 周波数応答関数の推定c) 日本各地の火山における電磁気・重力観測研究
2) 機構解明データセンターの運用(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 学会等発表実績(f) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定(3)

平成２２年度業務計画案・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・78

67

(1) 業務の内容(a) 業務題目

電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明と機構解明データセンタ

ーの運用(b) 担当者
所属機関

氏名

メールアドレス教授

平田 直

hirata@eri.u-tokyo.ac.jp

同

准教授

上嶋 誠

uyeshima@eri.u-tokyo.ac.jp

同

教授

森田 裕一

morita@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

小河 勉

ogawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

小山 崇夫

tkoyama@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

長谷 英彰

hase@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

相澤 広記

a-zawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同助教

加藤 愛太郎akato@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

蔵下 英司

ekura@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

中川 茂樹

nakagawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

菅野 貴之

sugano@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技官

渡邉 篤志

atsushi@eri.u-tokyo.ac.jp

国立大学法人東京大学

役職

地震研究所

(c) 業務の目的
ひ ず み 集 中 帯 形 成 に お い て は 、沈 み 込 む 海 洋 性 プ レ ー ト か ら の 脱 水 に よ っ て 供
給 さ れ た 流 体 が 地 殻 や 上 部 マ ン ト ル に 局 在 し 、そ れ が 弱 体 と な っ て ひ ず み 集 中 をも た ら す と 考 え ら れ る た め 、東 北 地 方 日 本 海 側 の ひ ず み 集 中 帯 に お い て 、東 西 に
横 切 る 測 線 で 地 磁 気 地 電 流 （ マ グ ネ ト テ ル リ ク ： M T) 法 に よ っ て 比 抵 抗 構 造 探 査を 行 い 、ひ ず み 集 中 帯 の 地 殻・上 部 マ ン ト ル に 存 在 す る 間 隙 流 体 の 精 密 マ ッ ピ ン
グ に 基 づ い て 、ひ ず み 集 中 帯 の 機 構 解 明 を 図 る と と も に 、ひ ず み 集 中 帯 機 構 解 明のために取得される地震・地殻変動・地球電磁気データを管理・公開するためのデータセンターを運用する。
(d) ６ヵ年の年次実施計画
1) 平成１９年度：東北地方日本海側のひずみ集中帯において MT 法に基づく地殻・上部マントルに存在する間隙流体の精密マッピングを行うための比抵抗構造探査装置を整備し、ひずみ集中帯の機構解明を図るために効果的な調査観測測線の検討等を行った。さらにひずみ集中帯機構解明のために取得される地震・地殻変動・地球電磁気データを管理・公開するためのデータサーバを整備し、その管理・公開手法の検討を行った。
2) 平成２０年度：比抵抗構造探査装置 12 台を用いて、秋田県南部および山形県北部（鳥海山測線）、山形県中部（庄内－新庄測線）、秋田県南部および岩手県南部（岩手宮城測線）を東西に横切る 3 測線で、それぞれ測線長約 50km 程度の広帯域 MT 法観測を実施し、予察的な比抵抗断面を推定した。機構解明データサーバの運用を開始し、地震・地殻変動・
68

地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集をおこない、データベースの構築を開始した。
3) 平成２１年度：平成 20 年度に引き続き、比 抵 抗 構 造 探 査 装 置 1 3 台 を 用 い て 山 形
県 北 部 周 辺 を 東 西 に 横 切 る 3 測 線 で 観 測 点 間 隔 約 3 ～ 1 0 km 及 び 総 測 線 長 約
1 8 0 k m 程 度 の 広 帯 域 MT 法 観 測 を 実 施 し 、非 抵 抗 構 造 を 推 定 す る 。ま た 、霧 島 火山、富士山、桜島等で非抵抗構造探査や自然電位観測等を実施し、地下流体 の存
在 や そ の 流 動 を 検 出 し 、地 殻 活 動 と の 関 連 性 を 調 べ る 。機 構 解 明 デ ー タ サ ー バ を用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続する。
4) 平成２２年度：比抵抗構造探査装置約 10 台を用いて、平成 21 年度に実施した山形県
北部、秋田県南部での補充観測を行うとともに、新潟県北部、山形県南部、福島県中部を東西に横切る測線で観測点間隔約 7～10km 及び測線長約 100km 程度の広帯域 MT 法観測を実施し、比抵抗構造を推定する。また、霧島火山、桜島、伊豆大島等で比抵抗構造探査や MT 連続観測、自然電位観測、重力観測等を実施し、地下流体の存在やその流動を検出し、地殻活動との関連性を調べる。機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続する。
5) 平成２３年度：新潟県北部、山形県南部、福島県北部における広帯域 MT 法観測を継続し、地殻・上部マントルの比抵抗断面を推定する。霧島などの火山地域において電磁気観測を行い、比抵抗構造、自然電位分布等を明らかにする。また、データセンターの運用を継続する。
6) 平成２４年度：新潟県北部、山形県南部、福島県北部における広帯域 MT 法観測を継続し、地殻・上部マントルの比抵抗断面を推定する。霧島などの火山地域において電磁気観測を行い、比抵抗構造、自然電位分布等を明らかにする。また、データセンターの運用を継続する。
(e) 平成２１年度業務目的
平成 20 年度に引き続き比抵抗構造探査装置 13 台を用いて、山形県北部周辺を東西に横切る３測線で観測点間隔約 3～10km 及び総測線長約 1 8 0 k m 程度の広帯域 MT 法観測を実施し、比抵抗構造を推定する。また、霧島火山、富士山、桜島等で比抵抗構造探査や自然電位観測等を実施し、地下流体の存在やその流動を検出し、地殻活動との関連性を調べる。機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続する。
(2) 平成２１年度の成果(a) 業務の要約
東北日本海側のひずみ集中帯の地下深部構造を明らかにするため、昨年度に引き続き、比抵抗構造探査装置 13 台を用いて、山形県北部周辺域を東西に横切る 3 測線で観測点間隔約 3～10km 及び総測線長約 180km 程度の広帯域 MT 法観測を実施した。今年度は、主として、平成 19 年度に導入した Metronix 社の広帯域 MT 法観測装置を用いたが、同観測
69

装置を用いた初めての観測であったこともあり、初期的問題の解決や、データプロセッシ
ング手順を確立するのに時間を要した。汎用の MT 周波数応答関数ロバスト推定手法を用いて、構造推定の基礎となる電磁場応答関数を推定した。
また、樽前山での自然電位観測、富士火山周辺域における可聴帯域 MT 法観測・自然電位観測、桜島火山周辺域における広帯域 MT 法・絶対重力連続観測を実施し、火山流体の存在と移動・その変化の検出を図った。霧島火山周辺域では、来年度の構造探査に向けて
サイトサーベイを行うと共に、試験的に広帯域 MT 法連続観測を開始した。
機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目デー
タの収録・収集をおこない、データベースを構築した。また、サーバ上にホームページを開設し観測研究情報の公開にむけての準備を行った。
(b) 業務の成果
1) 電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明a) 東北背孤ひずみ集中帯における広帯域 MT 観測
平成 20 年度の東北背孤ひずみ集中帯における広帯域 MT 観測の成果として、庄内東縁断層が分布する領域から東に落ちる低比抵抗帯が見出されたことがあげられた。庄内平野
東縁部における断層は深部に向かって東落ちに延長することが推測されている 1) ことから、
この低比抵抗帯は断層帯あるいは断層運動に関連した連結した高含水域を表している可能性があり、地震波速度構造とも対応関係が認められた。平成 21 年度においては、この低比抵抗域の広がりや強度分布、昨年度において問題となっていたデータ中に存在する三次元性の影響を調べることを目的として、平成 20 年度に実施した鳥海山測線と庄内－新庄測線の間に 1 測線（SKT 測線：8 測点）、庄内－新庄測線のさらに南側に 2 測線（TRK 測
線：9 測点、GSS 測線：16 測点）を設け、観測を実施した。図 1(P81)に両年度をあわせた庄内平野、新庄・山形盆地周辺域での全観測点分布を示す。
本研究プロジェクトによって Metronix 社製の広帯域 MT 観測装置８台が新規に整備された。従って、平成 21 年度の観測では、Metronix 社製広帯域 MT 観測装置(ADU-07) 8台と同社製インダクションコイル(MFS06)、従来の Phoenix Geophysics 社製広帯域 MT
観測装置(MTU-5) 5 台と同社製インダクションコイル(MTC50)を使用し、電場 2 成分、磁場 3 成分の時間変動値を記録した。測線長は、下部地殻程度までの構造決定を目指して 50～70km にとり、測点間隔は、SKT、TRK 測線でやや粗く(約 10km 間隔)、GSS 測線で昨年度並みの稠密さ（約 5km 間隔）とした。2009 年 9 月 14 日から 11 月 16 日にかけて観測を行い、最近の低調な地磁気活動状況を考慮して、1 測点あたり約 20 日間観測を継続し、観測域を順次移動させた。
b) MT 周波数応答関数の推定
上述のように平成 21 年度の観測では、主として新たに整備した Metronix 社製の広帯域
MT 観測装置を用いて観測を実施した。このため、新たに MT 周波数応答関数推定手順を確立する必要性が生じた。図 2(P82)に MT 周波数応答関数を推定するまでのデータ解析フ
ローチャートを示す。従来、特に広帯域 MT 観測データの応答関数推定においては、そのデータの取捨選択は目視によることが多かったが、客観的な基準による良好なデータの取70

捨選択を行うためとデータ量が格段に増加したことに対応するため、Metronix データ、
Phoenix データともに、汎用の周波数応答関数ロバスト推定アルゴリズム 2) を用いてデー
タ解析を行うこととした。その際、観測点固有の磁場ノイズや電磁場間に相関のあるノイズが存在することによるバイアスを軽減するため、リモートリファレンス処理 3) を行った。
リモートリファレンスデータとして、Metronix データについては観測域内の遠隔かつ良質な観測点での水平磁場データを用い、Phoenix データについては日鉄鉱コンサルタントが運用する岩手県和賀郡西和賀町沢内観測点と国土地理院が運用する岩手県奥州市江刺観測点での水平磁場データを用いた。
以上の処理によって得られた MT 周波数応答関数（インピーダンステンソル）を、見掛
け比抵抗および位相で表わした MT 探査曲線を図 3（SKT 測線）(P83)、図 4（TRK 測線）(P84)、図 5（GSS 測線）(P85-86)に示す。ここで、たとえば、XY は X 軸方向に変動する
電場と Y 軸方向に変動する磁場との間の周波数応答関数を推定した事を意味する。なお、
図 3、4、5(P83、P84、P85-86)においては、X 軸を南北方向、Y 軸を東西方向としている。
3 測線全体として、平野部、盆地部の一部ノイズの著しい観測点を除き、ほとんどの観測点で誤差が小さく周波数依存性が滑らかな良好な MT 探査曲線が推定されている。また、
通常決定精度が悪い、電場と磁場の変動方向が互いに平行であるインピーダンステンソル
対角成分についても良好なインピーダンス推定値が得られていることが読み取れる。
各測線における MT 周波数応答関数の空間分布特性を示すため、インピーダンステンソ
ル非対角成分の見かけ比抵抗、位相に対する擬似断面を、図 6（SKT 測線）(P87)、図 7（TRK 測線）(P88)、図 8（GSS 測線）(P89)に示す。海岸線を含む地形や地質構造の分布を考慮して構造の走向が南北であると仮定すると、上側に TE モード的(Zxy)、下側に TM
モード的(Zyx)なインピーダンスを示していることになる。見かけ比抵抗の擬似断面では、表層付近に低比抵抗から高比抵抗へ変化する構造境界がある場合、TM モード的なインピーダンスにおいて、その構造境界の低比抵抗側では全周波数にわたって非常に低い見かけ比抵抗となる性質がある。このため、昨年度の二次元解析結果に表れていた表層付近の比抵抗コントラスト（庄内平野および新庄・山形盆地下の堆積層を表す低比抵抗層と出羽丘
陵下のやや高比抵抗層）の存在を示す傾向は、本観測域全体にわたって認められる。また、長周期帯における位相の高まりは、深部低比抵抗帯の存在を示唆するが、SKT 測線、GSS
測線では出羽丘陵より東側の各観測点で Zxy, Zyx ともに周期 10s～100s あたりに位相の高まり（図では緑色～黄色で表現されている）が認められる。しかし TRK 測線では、1000s程度まで比較的単調に位相値が減少していて上述のような位相値の高まりは顕著には認められない。これをそのまま解釈すると、SKT 測線、GSS 測線では出羽丘陵より東側の地
殻深部に低比抵抗帯が存在し、TRK 測線では存在しないこととなるが、昨年度の報告でも述べていたように、特に TE モード的な Zxy は、三次元性の影響を被りやすく、その解釈には慎重を期す必要がある。今後は、平成 20，21 年度にわたって取得してきた庄内平野－新庄・山形盆地地域の MT データを合わせて解析し、比抵抗の三次元的分布を明らかにしていきたい。
c) 日本各地の火山における電磁気・重力観測研究ⅰ) 樽前山における自然電位観測71樽前山における火山体内部の地下水流動様式を明らかにするため、2009 年 8 月 24 日～
31 日、10 月 19 日～25 日、11 月 11 日～13 日にわたって自然電位観測を行った。測定の結果を図 9(P90)に示す。噴気活動がみられる溶岩ドーム近傍において高電位異常が観測され、溶岩ドーム下に熱水活動域が存在することが示唆された。また山体北部では標高の低い地域で高電位となっており、山体上部からの地下水流動が効果的に発生していることが示唆された。
ⅱ) 富士火山周辺域における自然電位観測・可聴帯域 MT 法観測2008 年 11 月に富士山山麓部、2009 年 5－7 月に山頂付近も含めた全域で自然電位観測を行った。続いて 2009 年 7－9 月に深さ 3km までの比抵抗構造を求めるため可聴帯域 MT
法観測を実施し、電場 2 成分、磁場 3 成分の時間変動値を記録した。自然電位測定は電線と非分極性電極、および高入力インピーダンス(1Gohm)のテスターを用い、1km につき 5点前後の測定を行った。可聴帯域 MT 法観測ではデータは主に周辺の直流電車からの漏洩電流が減少する夜間に取得した。得られた時系列から各観測点において周期 10000-0.3Hzの周波数応答関数を求めた
図 10(P90)に自然電位分布を示す。自然電位分布は全体的に山麓部が高電位で標高が上がると低電位となる。これは定性的には表層付近の地下水の山麓部への流動を表している。
このように、自然電位分布を決定する要因として、地下水の流動様式が第一にあげられる
が、比抵抗構造も第二の要因として重要な役割をはたす。
図 11(P91)に一次元ボスティック・インバージョン法 5) を用いた比抵抗構造を示す。富
士山の 1000m 以深に 100(ohm-m)前後の領域が存在する。この低比抵抗領域は山頂を中心として北西、および南方向に広がっている。過去に測定されてきた富士山周辺の湧水の比
抵抗値は数 10～200(ohm-m)程度 6) であり低比抵抗領域の値と一致しているが、MT 法で得られた比抵抗は水と岩石の混合状態のものであり、水のみの比抵抗値と直接比較することはできない。ここでボーリング(科学掘削 FJ-3：東京大学地震研究所)で得られた空隙率の情報を参考に、Archie の式 7) により水－岩石の混合状態の比抵抗値を推定すると、水だけの比抵抗値の 10 倍以上となり、100(ohm-m)前後の低比抵抗領域は通常の地下水の存在では説明がつかない。山頂から北西、南方向に広がる低比抵抗領域の 1 つの解釈として、
深部マグマから上昇してきた揮発性成分を多く溶かしこみ、電気を通し易くなっている低温熱水帯であることが示唆される。今後、比抵抗構造、地下水流動を反映する自然電位の情報を取り入れ熱水流動シミュレーション等により地下水、揮発性成分の流動を明らかにする予定である。
ⅲ) 桜島火山周辺域における広帯域 MT 法連続観測2008 年 5 月から 2009 年 7 月にかけて桜島火山のハルタ山、黒神の 2 観測点で広帯域
MT 連続観測を行った。測定には Phoenix Geophysics 社製の MTU-5 を用いた。その結果、数週間～数ヶ月続く比抵抗変動が海水準付近で捉えられた。この比抵抗変化の原因として、
間欠的にマグマから側方に脱ガスした揮発性成分が地下水に混入したためであると考えられる。
2010 年 2 月より、Metronix 社製の ADU-07 6 台を設置し MT 連続観測を開始した(図12、P91)。電源にはソーラーパネル(約 300W)、Deep Cycle バッテリ(100Ah を 3 台)、チ72ャージコントローラを組み合わせ用いた。8GB の USB メモリに電場磁場時系列データを記録し、1 月に 1 度程度、データの回収、ソーラーパネルに積もった火山灰の除去等の観測点メンテナンスを行っている。今後蓄積されたデータに対し三次元解析を行い、地下のマグマの移動とそれに伴う脱ガスを高時間分解能で推定する予定である。
ⅳ) 桜島火山周辺域における絶対重力連続観測
火山内部の構造解明と将来の火山噴火予知を目指して、火山活動の活発な桜島において絶対重力の連続観測を行った。南岳火口から南へ約 2km に位置する有村観測抗に、絶対重力計 FG5 を 1 台設置し、2009 年 4 月から連続観測を行った。FG5 の公称精度は 1 micro
Gal である。絶対重力測定は 1～2 日程度で行われるのが通常であり、これまでに火山において 1 年間連続して観測を行った例はない。室内での観測とはいえ、有村観測抗は火山
灰・埃・湿気が多く、実験室に比べて非常に過酷な環境での観測となった。このような過酷な環境で連続観測を行うための技術的なノウハウを蓄積した。例えば、FG5 が長さの基準として用いるレーザーは特に湿気や埃に弱いため、クリーンベンチを導入し保護した。
機械全体を埃・火山灰から守り、室温を一定に保つためにビニールハウスを設置した。また、FOMA 携帯端末と VNC を用いた遠隔監視環境を構築し、地震研からのモニタリン
グを行った。観測は 30 分～1 時間おき、1 セット 50～100 drop で行った。1 セットの平均として 1 つの重力値が得られる。取得したデータに固体潮汐・海洋潮汐・極潮汐・気圧補正等を施した、残りの重力に火山活動起源のシグナルが含まれている。絶対重力値は2009 年 4 月の観測開始以降、一方的な減少を続けている。重力減少はマグマヘッドの上昇（観測点より上の引力増）を反映している。特に、2009 年 7 月～12 月の 6 ヶ月間の減少が顕著で、この間約 25 micro Gal 減少している。桜島の爆発回数・降灰量は 2009 年 7月以降激増しており、重力の一方的な減少と対応していると考えられる。今後、この結果
を地震・地殻変動・電磁気データと比較して解釈する必要がある。
ⅴ) 霧島火山周辺域における MT 構造探査
先行研究 9)10) で指摘されている火山体浅部・深部の高電気伝導領域の分布を特定し、霧島火山群各火山の噴火様式との対応を探るとともに広域応力場との関連を調査することを目的として、霧島火山周辺域において MT 構造探査を実施する。観測は平成 22 年度から開始する予定で、平成 21 年度においては観測実施のためのサイトサーベイを行い、霧島火山を取り囲む約 20km 四方の領域に約 20 点の観測点を選出した。また、試験的に 1 観
測点において広帯域 MT 連続観測を開始した。この観測は、他地域で MT サーベイを行う
際の遠隔磁場参照データの提供も目論んだものであったが、電源や通信の問題等で断続的にしかデータが得られなかった。
2) 機構解明データセンターの運用
昨年度に引き続き、地震、地球電磁気、地殻変動データを各研究グループから収集し、データベースの構築を実施した（表 1、P80，図 13、P92）。データの収集は、小型の可搬型固定ディスク装置に格納したデータを各研究グループから機構解明データセンターに宅配便等で送付することにより行った。機構解明データセンターでは、届いたデータをデー
73

タ蓄積装置に展開・保存した。各データのフォーマットについては、昨年度と同様に次の方針に従った。
（１）地震の連続波形データ及びイベント波形データは、日本の地震波形データ流通において事実上の標準フォーマットである WIN フォーマット 9) に統一した。検（２）地球電磁気
測データ及び震源データも WIN システム 10) で利用する形式に統一した。
データについては、データ流通の標準フォーマットはないため、比抵抗構造探査装置等データ観測装置固有のバイナリフォーマットを用いることとした。
（３）地殻変動データのうち火山湖の温度・水位についてはテキストファイル形式、GPS データについてはバイナリ
フォーマットを用いることとした。
収集したデータの種類や量（例えば、地震波形データの場合は収集したデータの期間）、観測点一覧の情報更新をおこなった。さらに、このデータベースを元にして機構解明デー
タ蓄積サーバ内に格納されているデータの説明に関するホームページを更新した（図14-16、P92-93）。
(c) 結論ならびに今後の課題
東北日本海側のひずみ集中帯の地下深部構造を明らかにするため、平成 20 年度に実施した鳥海山測線、庄内－新庄測線の間に 1 測線、庄内－新庄測線の南側に 2 測線、計 33
観測点にて広帯域 MT 法観測を実施した。それぞれの観測点において約 20 日間電磁場データを取得した。Metronix 社製広帯域 MT 観測装置を用いた最初の観測であったため、測定上の初期的問題や、MT 周波数応答関数を推定する手順の確定に時間を要した。汎用の周波数応答関数ロバスト解析アルゴリズムを用いて MT 周波数応答関数を推定する手順を確立し、全体として誤差の少ない良好な応答関数を得た。擬似断面に基づいた予察より、
庄内平野地域の東側にあたる出羽丘陵域および月山周辺域とその東側の地殻深部に低比抵抗帯が存在する可能性が示唆された。今後の課題として、インピーダンステンソルがもつ三次元性に注意をはらって二次元断面を推定すること、必要に応じて三次元インヴァージ
ョンを行って本観測地域の三次元的比抵抗分布イメージを確立することがあげられる。さらに、地震波速度構造との対照から地殻内流体の存在様式を明らかにし、庄内東縁断層係をはじめとする地域の地殻変動メカニズムを探っていきたい。
樽前山での自然電位観測、富士火山周辺域における自然電位観測・可聴帯域MT 法 観 測 、桜 島 火 山 周 辺 域 に お け る 広 帯 域 MT 法・絶 対 重 力 連 続 観 測 を 実 施 し 、
流体 の存 在と 移動・そ の変 化の 検出 を図 った 。今 後は 、自 然電 位や 比抵 抗 な ど の
電 磁 気 学 的 情 報 、 重 力 や GPS な ど の 測 地 学 的 情 報 、 地 球 化 学 的 情 報 な ど を あ わ
せ る こ と で 、総 合 的 に 火 山 流 体 流 動 の 実 態 解 明 を 図 り 、火 山 活 動 と の 関 連 性 を 明
ら か に し て い き た い 。 ま た 、 来 年 度 か ら の MT 探 査 実 施 に 向 け 、 霧 島 火 山 周 辺 域
でサイトサーベイならびにテスト観測を実施した。
機構解明データセンターにて、データ収集・蓄積及びデータベースの構築を継続して実施した。さらに、機構解明データ蓄積サーバ内に格納されているデータ説明に関するホームページの内容を更新した。今後は、データ利用者が使いやすいデータ公開の方法について更に検討を加える。
(d) 引用文献
741) 佐藤比呂志, 平田直：内陸大規模地震の震源断層を探る, 科学, Vol. 70, pp. 58-65, 2000.
2) Chave, A. D. and Thomson, D. J.: Bounded influence magnetotelluric response
function estimation, Geophysical Journal International, Vol. 157, pp. 988–1006, 2004.
3) Gamble, T. D., Clarke, J. and Goubau, W. M.: Magnetotellurics with a remotemagnetic reference, Geophysics, Vol.44, pp. 53–68, 1979.
4) Aizawa, K., R. Yoshimura, N. Oshiman, K. Yamazaki, T. Uto, Y. Ogawa, S. B. Tank,
W. Kanda, S. Sakanaka, Y. Furukawa, T. Hashimoto, M. Uyeshima, T. Ogawa, I.
Shiozaki, T. Hurst: Hydrothermal System beneath Mt. Fuji volcano inferred from
Magnetotellurics and Electric Self-potential, Earth and Planetary Science Letters, Vol.
235, 343–355, 2005.
5) Bostick, F. X., 1977. A simple almost exact method of magnetotelluric analysis. In:
Ward, S., Ed., Workshop of Electrical Methods in Geothermal Exploration, Univ. of
Utah Res. Inst., U. S. Geol. Surv. Contract 14-08-0001-g-359, 1977.
6) 山本荘毅, 富士山麓はゆたかな湧き水の宝庫である, 富士山その自然のすべて(同文

書院, 諏訪彰 編), pp. 197-217, 1992.
7) Archie, G. E., The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir
characteristics, Trans. AIME, Vol. 146, pp. 54– 67, 1942.
8) 井口正人 他, 桜島および姶良カルデラ周辺における GPS 観測, 第 10 回桜島集中総合
観測報告書, pp. 53-62, 2008.
9) 鍵山恒臣, 歌田久司, 上嶋誠, 増谷文雄, 神田径, 田中良和, 増田秀晴, 村上英記, 塩崎一郎, 市来雅啓, 行武毅, 茂木透, 網田和宏, 大志万直人, 三品正明, 霧島火山群中南東部の比抵抗構造, 火山, Vol. 41, pp. 215-225, 1996.
10) Ichiki, M., N. Sumitomo, and T. Kagiyama, Resistivity structure of high-angle
subduction zone in the southern Kyushu district, southwestern Japan, Earth Planets
Space, Vol. 52, pp. 539-548, 2000.
11) 卜部卓: 多チャンネル地震波形データのための共通フォーマットの提案, 地震学会講演予稿集, No.2, P24, 1994.
12) 卜 部 卓 , 束 田 進 也 : win－ 微 小 地 震 観 測 網 波 形 験 測 支 援 の た め の ワ ー ク ス テ ー シ ョン・プログラム（強化版）, 地震学会講演予稿集, No.2, P41, 1992.

(e) 学会等発表実績
学会等における口頭・ポスター発表
発表成果(発表題目、口頭・ポスター発表の別）

発表者氏名

発表場所
(学会等名)

発表時期

山形県北西部ひずみ集

長谷英彰・相澤広記・

東京都文京区2010 年 2

中帯におけるMT 観測菅野貴之・小山崇夫・(Conductivity

月

(序報)

小河勉・上嶋誠・坂中Anomaly 研究

伸也・西谷忠師・野尻

会)

75

国際・国
内の別
国内

丈道・大本将行・河野輝樹・山谷祐介・市原寛・高倉伸一・吉村令
慧Resistivity Changes

K. Aizawa, W.

San Francisco,

2009年

of Sakurajima

Kanda, Y. Ogawa,

USA,

12月

Volcano by

M. Iguchi,(American

A. Yokoo

Magnetotelluric

GeophysicalContinuous

Union

Observations(ポスタfall meeting)

国際

2009

ー)
Interpretation of

H. Hase, T. Ishido, W.

San Francisco,2009 年

Self-potential on a

Kanda, and S. Mori

USA,

12 月

Tranquil Volcano in(American

Consideration of Zeta

GeophysicalPotential Variation ofUnion

the Volcanic Rocks(ポfall meeting)

国際

2009

スター)
京都府京都市2009 年る樽前山の熱水系(口(日本地熱学会12 月

頭)平成 21 年学術

自然電位から推定され

長谷英彰

国内

講演会)
富士山の三次元地下水流分布推定を目的とした自然電位及びAMT

相澤広記・ 長谷英彰・ 神奈川県小田原小川康雄・吹野浩美・市(日本火山学
石戸経士・志藤あずさ
会2009年度秋

観測概要(ポスター)
樽前山における2009

2009年

国内

10月

季大会)
長谷英彰

年自然電位調査(口頭)神奈川県小田原2009年

市(日本火山学

10月

国内会2009年度秋
季大会)
富士山の三次元地下水

相澤広記・小川康雄・

石川県金沢市2009年9流分布推定を目的とし

石戸経士・志藤あずさ(地球電磁気・地月

た自然電位及び AMT

球惑星圏学会

調査序報(ポスター)

2009年度秋季

国内大会)
樽前山の自然電位測定

長谷英彰

2009(ポスター)

石川県金沢市2009年9(地球電磁気・地月

球惑星圏学会第124回講演会)
76

国内

MT連続観測による桜

相澤広記・神田径・小千葉市幕張(日2009 年 5

島火山浅部の比抵抗変

川康雄・横尾亮彦・井本地球惑星科学

月

化(口頭)

口正人

連合 2009 年大国内会)
日本海東縁歪み集中帯

市原寛・上嶋誠・坂中

千葉市幕張(日2009 年 5(庄内―新庄地域）の比伸也・小河勉・西谷忠

本地球惑星科学月

抵抗構造イメージング

師・小川康雄・渡邉篤

連合 2009 年大(口頭）

志・山谷祐介・臼井嘉会)

国内

哉・森田裕一・吉村令
慧・三品正明学会誌・雑誌等における論文掲載
掲載論文(論文題目)
Groundwater
and

flow

hydrothermal

systems

withinvolcanic

edifices:

Delineation

発表場所

発表者氏名

発表時期

(雑誌等名)

Aizawa, K., Y. Ogawa,

Journalofand T. Ishido

GeophysicalResearch,
114,

by

国際・国
内の別

2009年

国際

2009年

国際

2009年

国内

2009年

国際

Vol.

B01208,doi:10.1029/20

electric self-potential

08JB005910,

and magnetotellurics,
Structuralcontrols

Aizawa K., Y. Ogawa,

Journalon the 1998 volcanic

M.

K.

Volcanology

unrestTakahashi,

S.

and

at

Iwate

Mishina,ofVolcano: relationship

Nagaoka, N. Takagi,

Geothermal

betweenashallow,

S. Sakanaka, and T.

Research,Vol.

electricallyresistive

Miura

187,

pp.

body and the possible

131-139,doi:

ascent10.1016/j.jvolg

route

of

magmatic fluid,

eores.2009.08.0
09,

MT 法 に よ る 電 気 伝 導上嶋誠

度構造研究の現状

地 震

第 2輯 ,

Vol.

61,

pp.

S225-S238,
Magnetotelluric

Yoshimura,Transect Across theOshiman,Niigata-Kobe
Tectonic
Central

Zone,
Japan:A

R.,

N.

GeophysicalM.

Research

Uyeshima, H. Toh, T.

Letters,

Uto, H. Kanezaki, Y.

36,

Mochido, K. Aizawa,

doi:10.1029/20

77

Vol.

L20311,

ClearCorrelation

BetweenY.

Ogawa,T.

StrainNishitani,

S.

and

Sakanaka,

M.

Accumulation

Resistivity Structure,

09GL040016,

Mishina, H. Satoh, T.
Goto, T. Kasaya, S.
Yamaguchi,H.

Murakami, T. Mogi,
Y.

Yamaya,M.

Harada, I. Shiozaki,Y.

Honkura,S.

Koyama, S. Nakao, Y.
Wada, and Y. Fujita
Modification

of

the

Yamaguchi,

Network-MT method

Uyeshima,andMurakami, S. Sutoh,

61,

D.

957-971,

its

first

applicationinimaging

the

deep

S.,

Tanigawa,

M.

Earth, Planets

H.

and Space, Vol.

T.

国際

pp.

Ogawa, N. Oshiman,

conductivity

R.

structure beneath the

Aizawa, I. Shiozaki,

Kii

T. Kasaya,

Peninsula,

2009年

Yoshimura,K.

southwestern Japan,
マスコミ等における報道・掲載
なし(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) 平成２２年度業務計画案
比抵抗構造探査装置数台を用いて、必要に応じて平成 20、21 年度に実施した庄内平野－新庄・山形盆地周辺域での補充観測を行うとともに、MT 周波数応答関数から比抵抗構造を推定し、庄内平野東縁断層系の活動度と地殻深部低比抵抗層との関連を調べる。新潟
県北部、山形県南部、福島県中部を東西に横切る測線で観測点間隔約 7～10km 及び測線
78

長約 100km 程度の広帯域 MT 法観測を実施し、庄内平野東縁断層系の南側延長部の比抵抗構造を調査する。
霧島火山、桜島、伊豆大島等で比抵抗構造探査や MT 連続観測、自然電位観測、重力観測等を実施し、地下流体の存在やその流動を検出し、地殻活動との関連性を調べる。
機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項 目 デ ー タ の 収 録 ・ 収 集 を 行 い 、デ ー タ ベ ー ス の 運 用 を 継 続 し 、データ利用者が使いやすいデータ公開の方法について更に検討を加える。

79

表1

機構解明データセンターに集約するデータの種類
機関名（１－３）東大地震研

データセンターで，データベース化する必要のあるデータの種類①電磁気構造データ（１－４）京大防災①連続波形データ，②イベン波形データ，③検測データ，④震源デー

研タ（１－５）北大① 続波形データ，②電磁気構造データ，③地殻変動データ（１－６）東北大①連続波形データ，②イベン波形データ，③検測データ，④震源デー
タ（１－７）名大①連続波形データ，②震源データ（１－８）九大①連続波形データ（１－９）東工大①連続波形データ, ②湖水の水温・水位データ

80

図1

観測点位置図。平成 21 年度の観測点を赤シンボルで示し、あわせて、平成 20 年度の観測点を黄シンボルで示す。三角で示した観測点では Phoenix Geophysics 社の広帯域
MT 観測システムを用い、丸で示した観測点では Metronix 社の広帯域 MT 観測システム
を用いた。

81

図2

データ解析のフローチャート

82

図3

SKT 測線における MT 探査曲線。各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、オレンジ、
赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

83

図4

TRK 測線における MT 探査曲線。各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、オレンジ、
赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

84

図5

GSS 測線における MT 探査曲線。各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、オレンジ、
赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

85

図 5（つづき）

GSS 測線における MT 探査曲線。各観測点について、上段に見かけ比抵

抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、
オレンジ、赤、青、水色のシンボルで示し、横軸は周期の常用対数。

86

図6

SKT 測線における擬似断面図（上：Zxy、下：Zyx）。各非対角成分インピーダンス

について、上段に見かけ比抵抗（暖色ほど低比抵抗）、下段に位相（暖色ほど高位相）を示
す。
87

図7

TRK 測線における擬似断面図（上：Zxy、下：Zyx）。各非対角成分インピーダンス

について、上段に見かけ比抵抗（暖色ほど低比抵抗）、下段に位相（暖色ほど高位相）を示
す。
88

図8

GSS 測線における擬似断面図（上：Zxy、下：Zyx）。各非対角成分インピーダンス

について、上段に見かけ比抵抗（暖色ほど低比抵抗）、下段に位相（暖色ほど高位相）を示
す。
89

図9

図 10

樽前山における自然電位観測点(黒点)と自然電位分布(カラーコンター)。

富士山の自然電位分布。＋が自然電位の観測点。△は可聴帯域 MT 法観測点を示す。

○、□は 2003 年度に行った広帯域 MT 観測点 4) 。
90

図 11

ボスティック・インバージョン法 5) によって得られた富士山の比抵抗構造。記号の説明は図 10(P90)と同様。比抵抗値のスケールには過去に調べられてきた山麓湧水の比抵
抗値 6) を併せて示した。

図 12

桜島火山周辺域で 2009 年 2 月から開始した広帯域 MT 連続観測点。あわせて地殻変動源の推定位置を黒丸で示す 8) 。

91

図 13

図 14

機構解明データセンター概要図。

機構解明データサーバホームページのトップページ（左）と格納されているデータの種類に関する説明ページ（右）。

92

図 15

取得したデータの詳細について記述されたホームページの例。

図 16

取得したデータの詳細について記述されたホームページの例。

93