３．１．７

構造的弱点におけるひずみ集中機構の解明

目次

(1)

業務の内容・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・171(a) 業務題目(b) 担当者(c) 業務の目的(d) ６か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
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２３年度業務目的(2)

平成２３年度の成果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・172(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法及び成果
1) 御嶽山周辺域の地震活動
2) 2011 年東北地方太平洋沖地震後の焼岳、乗鞍岳、御嶽山の地震活動
3) 御嶽山周辺域の地震のメカニズム解(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定(3)

平成２４年度業務計画案・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・174

170

(1)

業務の内容

(a) 業務題目

構造的弱点におけるひずみ集中機構の解明(b) 担当者
所属機関

氏名

メールアドレス

准教授

山中 佳子

sanchu@seis.nagoya-u.ac.jp

同助教

中道 治久

nakamiti@seis.nagoya-u.ac.jp

同准教授

渡辺 俊樹

watanabe@seis.nagoya-u.ac.jp

同

助教

寺川 寿子

terakawa@seis.nagoya-u.ac.jp

同

技術職員

奥田 隆

同

技術職員

堀川 信一郎

同

非常勤職員

黒田 育実

国立大学法人名古屋大学

役職

大学院環境学研究科(c) 業務の目的
御嶽山は、日本海東縁変動帯－新潟・神戸構造帯へと延びるひずみ集中帯の中に位置する成層火山であり、その周辺域では 1979 年以降微小な群発地震活動が活発化し、1984 年には長野県西部地震（マグニチュード 6.8）が発生している。これらの地殻活動は、御嶽山周辺域に構造的弱点を形成していると考えられる。本研究では、御嶽山周辺域において機動的地震観測を実施し、詳細な地震活動を捉え、地震波速度構造や応力場を明らかにし、構造的弱点に対するひずみ集中機構を解明をすることを目指す。
(d) ６か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 平成１９年度：ひずみ集中帯の機構解明に資する調査研究を行うため、地震計やデータ収録装置を整備したとともに、効果的な地震観測点配置等の検討を行なった。
2) 平成２０年度：構造的弱点における地震活動把握のため、長野県西部及び御嶽山周辺域に新たに短周期地震観測点 5 点と広帯域地震観測点 2 点を機動的に設置し、これらのデータに既存の観測網データを加えて、この付近で発生した地震の震源決定解 析 を行った。
3) 平成２１年度：前年度に設置した 6 観測点のデータに既存の観測網データを加えて、この付近で発生した地震の震源決定解析を行った。その成果として、2009 年 10～11 月に長野県西部地域で発生した群発地震活動と 2010 年 2 月に発生した地殻下部でのバースト的な地震活動を詳細に捉えることに成功した。また、2009 年 8～11 月に御嶽山周辺域において機動的集中地震観測（11 観測点を配置）を実施した。
4) 平成２２年度：前年度までに設置した地震観測点を維持すると共に、前年度に続き、2010年 6 月～11 月に機動的集中地震観測（11 観測点を配置）を行った。これらの観測点で得られたデータに Hi-net と F-net の観測点データを加えて、この付近で発生した地震の震源決定解析を行った。その結果、御嶽山山頂直下で 8 月に微小地震活動がやや活発化したことが分かった。また、平成 21～22 年度の集中観測のデータを用いて御嶽山周辺域の地震波の減衰構造を推定し、山頂直下 1 km 以浅と御嶽山山頂から東側の観測点との波線に沿った場
171

所に何らか地震波減衰域が存在することを明らかにした。
5) 平成２３年度：平成 20 年度に設置した地震観測点（濁河 NU.NGR は前年度を持って終了）を維持すると共に、前年度に続き、2011 年 6 月～11 月に機動的集中地震観測（11 観測点を配置）を 実 施 す る 。これらの観測点で得られたデータに Hi-net と F-net の観測点データを加えて、この付近で発生した地震の震源決定解析を行う。また、平成 21～23 年度の集中観測データ初動の読み取り値（自動処理）を用いて、地震のメカニズム解を合計約 1850個推定する。さらに、2011 年 3 月に発生した東北地方太平洋沖地震後の御嶽山周辺域の地震活動度の変化について調べる。
6) 平成２４年度：平成 23 年度に求めた地震のメカニズム解から、CMT データインバージ
ョン 2)法及び地震メカニズムトモグラフィー3) により御嶽山周辺域の三次元応力場及び間隙流体圧場の推定を実施する。また、平成 21～23 年度の集中観測データを用いて、この地域の地震波速度構造を調べる。これらの結果から構造的弱点の空間分布を理解し、この地域の地震・火山活動に果たすテクトニック応力と間隙流体圧の役割を検討すると共に、ひずみ集中機構の解明を目指す。
(e) 平成２３年度業務目的
御 嶽 山 周 辺 の 構 造 的 弱 点 に お け る 地 震 活 動 把 握 の た め 、 平 成 20 年 度 に 長 野 県
西 部 域 に 設 置 し た 6 観 測 点 の デ ー タ に 既 存 の 観 測 網 デ ー タ を 加 え て 、こ の 付 近 で発 生 し た 地 震 の 震 源 決 定 解 析 を 行 う 。こ れ ら の 詳 細 な 震 源 決 定 の 結 果 を 踏 ま え て 、
201 1 年 3 月 1 1 日 に 発 生 し た 東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震 後 の 、 御 嶽 山 周 辺 域 の 地 震 活動 度 の 変 化 を 明 ら か に す る 。 ま た 、 平 成 21～ 22 年 度 と 同 様 に 、 機 動 的 集 中 地 震観 測（ 2011 年 6 月～11 月）を 実 施 し 、3 年 間 の 集 中 地 震 観 測 で 得 ら れ た 地 震 の メ カニズム解を推定する。
(2)

平成２３年度の成果(a) 業務の要約
構 造 的 弱 点 に お け る 地 震 活 動 把 握 の た め 、 平成 20 年度に御嶽山周辺に設置した 5点（甘多粕 NU.ATK、上垂 NU.KMD、折橋 NU.ORH、松原スポーツ公園 NU.MTB、木曽福島 NU.KKS）の高感度地震計データ及び広帯域地震計データ（付知 NU.TKC）に名古屋大学定常観測点データ、Hi-net データを全て加えて、御嶽山周辺で発生した地震の震源決定解析を実施した。
また、昨 年 度 に 引 き 続 き 、 御嶽山を囲むような機動的集中観測を実施した。本研究で得られた詳細な震源分布をもとに、2 0 1 1 年 3 月 1 1 日 に 発 生 し た 東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震に 伴 う 地 震 活 動 度 の 変 化 を 調 べ 、御 嶽 山 周 辺 域 の 地 震 活 動 度 に 大 き な 変 化 が な い
こ と が 分 か っ た 。 このことから、少なくとも東北地方太平洋沖地震が御嶽山の火山活動を活性化したことはなかったと言える。ま た 、これらの観測で記録された地震波初動の押し引き分布をデータとし、中小地震から微小地震まで地震のメカニズム解を決定することに成功した。
(b) 業務の実施方法及び成果
1721) 御嶽山周辺域の地震活動
名古屋大学では、本委託研究により設置した地震観測点（甘多粕 NU.ATK、上垂 NU.KMD、折橋 NU.ORH、松原スポーツ公園 NU.MTB、木曽福島 NU.KKS、付知 NU.TKC）に加え、名古屋大学定常観測、防災科研 Hi-net、気象庁、長野県、岐阜県の地震観測データをリアルタイムで収録している。図 1（P176）に観測点分布を示す。これらのデータのうち、2011 年 1月～2012 年 3 月に発生した地震（気象庁一元化震源リストにある地震）について震源の再決定を行った（図 2、P176）。本研究の解析で得られた詳細な震源分布から、本委託研究で設置した観測点（上垂 NU.KMD、折橋 NU.ORH、木曽福島 NU.KKS）と Hi-net 観測点 N.KADHにて取り囲まれた領域における地震活動が依然と活発である。また、名大高根 NU.TKN1 観測点付近の地震活動や牧尾 NU.MKO1 観測点直近の浅い地震活動が継続している。また、2011年 1～7 月には、本委託研究による阿多粕 NU.ATK 観測点直近の浅い地震活動があった。
また、御嶽山周辺域（図 2 の赤枠内）での 10 日あたりの地震発生回数の推移を図 3（ P177）に示す。2011 年 4 月から 5 月上旬にかけて地震数が多いが、特段に地震数が増加した時期は見られない。
2) 2011 年東北地方太平洋沖地震後の焼岳、乗鞍岳、御嶽山の地震活動
気象庁の火山監視・情報センターの HP に掲載の地震発生数データを用いて、2011 年 1月から 8 月までの焼岳、乗鞍岳、御嶽山直下の地震の日別発生回数を調べた（図 4、P177）。
東北地方太平洋沖地震（Mw9.0、 3/11 14:46）後、焼岳や乗鞍岳では地震活動が活発化した。その後地震活動は低下傾向にあるが、2011 年 7 月の時点では本震発生以前よりも地震数は多い。一方、御嶽山の山頂直下の地震活動には特段の変化は認められなかった。なお、
4 月 3 日及び 5 月は御嶽山山頂直下の地震活動がやや活発になった。
3) 御嶽山周辺域の地震のメカニズム解
本委託研究により実施してきた 3 年間（約 16 か月間）の機動的集中地震観測の地震波データに、既存の観測網の地震波データを合わせ、WIN システムの自動処置による地震波形の読み取り及び震源決定を行った。また、自動処理による P 波初動の押し引きデータをメカニズム解の解析プログラム HASH 1)に適用し、合計 1844 個のメカニズム解を求めた（図5、表 1、P178）。メカニズム解のタイプは、NW-SE に P 軸を持つ横ずれ型が卓越しており、次いで NW-SE に P 軸をもつ逆断層型が多い。特に、逆断層型の地震は、御嶽山南東麓の 5 km以浅に集中していることが分かった。また、本研究で推定したメカニズム解のうち、精度のよい 664 個の地震のマグニチュード頻度分布はマグニチュード 1～3 の範囲でグーテンベ
ルク・リヒター則に従う（図 6、P179）。このことは、本データセットが偏りのないものであることを示しており、最終年度で行う応力場や間隙流体圧場の解析のための準備が整ったことを意味する。
(c) 結論並びに今後の課題
本受託研究で実施した定常観測及び集中観測の成果により、御嶽山周辺域の詳細な三次元震源分布や地震のメカニズム解が得られ、構造的弱点とひずみ集中機構の解明のための基礎データがほぼ整った。今後は、これまでに蓄積されたデータを用いて、御嶽山周辺域
173

の地震・火山活動を支配するテクトニック応力場、間隙流体圧場、地震波速度構造を推定し、異なるアプローチを通して得られた物理場を比較することにより、最終成果としてひずみ集中帯における構造的弱点の役割を解明する。
(d) 引用文献
1) Hardebeck, J. L. and Shearer, P. M.: A new method for determining first-motion
focal mechanisms, BSSA, 92, 2264-2276, 2002.
2) Terakawa, T. and M. Matsu’ura, CMT data inversion using a Bayesian information
criterion to estimate seismogenic stress fields, GJI, 172, 674-685, 2008.
(e) 成果の論文発表・口頭発表等
著者

題名

発表先

発表年月日

山崎文人，山中佳子，渡辺俊樹，

御嶽山および周辺域

日本地球惑星連

平成 23 年 5

中道治久，寺川寿子，奥田隆，堀での最近の地震活動

合 2011 年大会

月 22 日川信一郎，黒田育実，柴山由里子の推移とその特徴(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２４年度業務計画案

構造的弱点における地震活動把握のために設置した定常観測点での地震観測を 維 持 し 、こ れ ま で と 同 様 に 、御 嶽 山 周 辺 域 で 発 生 し た 地 震 の 震 源 決 定 解 析 を 行う 。 ま た 、 今 年 度 は WIN シ ス テ ム の 自 動 処 理 機 能 を 利 用 し て 地 震 メ カ ニ ズ ム 解 を推定 した が、人の 目に よる 精査 を行 い、デー タの 精度 を高 める 。こ うし て 得 ら れた 精 度 の よ い 震 源 と メ カ ニ ズ ム 解 を 用 い て 、 CMT デ ー タ イ ン バ ー ジ ョ ン 法 に よ る
三次元テクトニック応力場の推定を行う。また、P 波及び S 波の初動の読み取り
デ ー タ を 用 い て 、地 震 波 速 度 構 造 の 推 定 を 行 う 。異 な る 手 法 で 得 ら れ た テ ク ト ニッ ク 応 力 場 と 地 震 波 速 度 構 造 場 の 推 定 結 果 と 構 造 的 弱 点 の 関 係 を 調 べ 、本 地 域 のひずみ集中機構を解明することを目指す。
1) 御 嶽 山 周 辺 域 の 地 震 活 動
本委託研究により設置した地震観測点（甘多粕 NU.ATK、上垂 NU.KMD、折橋 NU.ORH、松原
スポーツ公園 NU.MTB、木曽福島 NU.KKS、付知 NU.TKC）を、名古屋大学定常観測、防災科
研 Hi-net、気象庁、長野県、岐阜県の地震観測データに統合し、気象庁一元化震源リストにある地震（平成 24 年 4 月～平成 25 年 3 月）の震源再決定を実施する。本受託研究内で174得られた平成 20～24 年の詳細な震源を用いて、御嶽山周辺域の三次元震源分布マップを作成する。
2) 地 震 メ カ ニ ズ ム 解 の 精 査
平 成 23 年 度 に W IN シ ス テ ム の 自 動 処 理 で 推 定 し た 地 震 の メ カ ニ ズ ム 解 の 精 度 を高 め る た め 、自 動 処 理 に よ る 読 み 取 り を 人 の 目 で 精 査 す る 。精 査 し た P 波 初 動 の押 し 引 き 分 布 か ら 、H A S H を 用 い て メ カ ニ ズ ム 解 を 再 決 定 す る 。デ ー タ の 精 査 に より、山頂直下の地震のメカニズム解が得られることを期待する。
3) 御 嶽 山 周 辺 域 の テ ク ト ニ ッ ク 応 力 場 の 解 析
本受託研究で得られた地震のメカニズム解と F-net のモーメントテンソルカタログのデータを統合し、CMT データインバージョン法を用いて御嶽山周辺域の三次元テクトニック応力場のパターンを推定する。応力場の結果から、本地域の地震・火山活動の仕組みを理解することを目指すと共に、1)で得られた詳細震源マップから見える構造的弱点との関係を調べる。
4) 御 嶽 山 周 辺 域 の 地 震 波 速 度 構 造 の 解 析
上記 1)と同様な統合地震波データの P 波及び S 波の初動読み取り値を用いて、御嶽山周辺域の地震波速度構造を推定する。本解析結果と平成 22 年度の地震波減衰構造の結果を比較し、両者にどのような関係があるか調べる。
5) 本受託研究の総括
最終年度に推定する予定であるテクトニック応力場、地震波速度構造場を基に、御嶽山周辺域で観測される過去の火山活動、群発地震活動、1984 年長野県西部地震活動、大地震による誘発地震活動などを総合的に理解し、構造的弱点がひずみ集中帯でどのような役割を果たしているか検討する。

175

NU.OTKK

図1

御嶽山周辺の地震観測点分布

赤丸が広帯域地震観測点、赤四角が高感度地震観測点である。

集計対象範囲図2

2011 年 1～7 月に御嶽山周辺に発生した地震の震央分布

丸の色にて震源の深さを表す。
176図3

御嶽山における 2011 年 1～7 月の 10 日ごとの地震頻度数

図 2 における赤囲みの領域内で発生した地震を対象とした。

図4

焼岳、乗鞍岳、御嶽山における 2011 年 1～7 月の日別地震頻度数

データは気象庁の火山監視・情報センターの HP から取得した。

177

図5

御嶽山周辺域で観測された地震のメカニズム解（M2 以上）。

表1

HASH を用いて推定したメカニズム解の個数と推定精度
平成 21 年度

平成 22 年度

平成 23 年度

ランク A

243747

ランク B

176

180

200

ランク C

194

199227

ランク D

185

165

210178図6メカニズム解が得られた地震のマグニチュード頻度分布。

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