４−11伊豆半島東方沖地震活動に関連する地下水変動
Groundwater Changes Associated with the Seismic Swarms off the East Coast ofIzu Peninsula
地質調査所・気象庁
Geological Survey of Japan・Japan Meteorological Agency

前報1)に引き続き，伊豆半島東方沖群発地震活動に関連する地下水変動について報告する。第１図に観測点の配置を示す。1998 年 4 月 20 日から始まった群発地震（以降SWARM9804 と呼ぶ）では，
4 月 21 日 18 時頃からOMRとITO6 で顕著な水位・自噴量の増加が認められる（第２図）。同時刻にHGSの体積歪の減少も加速しているし（第２図，HGSの体積歪はBAYTAP-Gのトレンド出力にノイズ出力（不規則成分）を加えた後，リニアトレンド（-4.5x10-8 /day）を除去している），防災科学技術研究所の傾斜計も変化している。これらは群発地震の震源が浅くなったことに対応する地殻変動と考えられ，地下水もそのような地殻変動を反映して変化していると考えられる。また，OMRにおけるコサイスミックなステップ状の水位変化が当初の低下から 4 月 26 日以降上昇に転じているが（第３図），これも，震源が浅くなってOMRにおけるコサイスミックな体積歪変化が伸びから縮みへとセンスが反転したことを意味すると考えられる。
OMRで観測を開始した 1994 年 10 月から，伊豆半島東方沖で発生した規模の大きな群発地震活動は今回で４つめとなる。他の３つは，1.1995 年 9 月〜10 月に発生したもの（以降SWARM9509 とする），2.1996 年 10 月に発生したもの（以降SWARM9610 とする），3.1997 年 3 月に発生したもの（以降SWARM9703 とする）である（第４〜６図）。第６図は，SWARM9703 のモデル2)以外は国土地理院のモデル3),4),5)に基づいて作成した（これらのモデルは主にＧＰＳによる測地データに基づいて作られたモデルである）。以上の群発地震前後の大室山北観測井の水位の記録を，気象庁東伊豆観測点(HGS)の体積歪計データおよび気象庁鎌田観測点(KMT)の地震回数の記録と比較したのが第４・７図である。データは基本的に１時間値である。OMRの水位記録には，気圧の寄与と潮汐の変化が認められるので，潮汐解析プログラムBAYTAP-G（石黒・他，1984）6)を用いて潮汐・気圧の影響を取り。同様の操作をHGSの体積歪のデータについても行っ除いたが，不規則成分は残してある（第７図）たが，HGSについてはさらに系統的な縮みのトレンド（-5.5X10-8/day）を除去している（第４・７図）。
すでに前報1)でも報告したように，SWARM9509 の発生の数時間前に，ＯＭＲの水位とＨＧＳの体積歪が減少したように見え，SWARM9703 発生前にもＯＭＲの水位に同様な変化が認められる（第７a,c図の矢印）。他方，そのような地震前の現象はSWARM9610 では認められない(第７ｂ図)。今回の群発地震（SWARM9804）では，数時間前にHGSの体積歪減少が認められるが(第７ｄ図矢印)，OMRの水位が地震前に低下したかどうかは，降雨の影響もあってはっきりしない。しかし以下に示す理由によって地震前に変化があった可能性が高い(第７ｄ図と第８ｄ図の矢印)。
OMRの地震前の降雨による典型的な水位変化を第８図のａ〜ｃに示す。まとまった降雨があると，直後に水位が上昇して 1 日〜2 日で低下したのち，ゆっくりとした上昇を 10 日〜20 日続ける。第８−326−ｄ図ではこのゆっくりとした上昇が 1998 年 4 月 15 日の雨の後に 5 日で止まっており，通常の降雨レスポンスとは異なる。群発地震発生の数時間前に水位の増加傾向が変わっており（第８ｄ図の矢印），この付近で地震前の変化が現れていると判断される。第９ａ図に，第６図のモデルによって計算された群発地震後におけるOMRの理論的な体積歪変化総量と水位変化総量との比較を示す。地震前の水位変化が認められたものについては＊印をつけており（SWARM9804 については？印をつけた），全体の地震後の体積歪変化が大きかったものについては，地震前の変化が認められる傾向にある。第９ｂ図には同様にして計算したHGSの理論的な体積歪変化総量と体積歪変化総量との比較をしている。両者は線形の関係にあり，傾きも１に近く，この歪の理論値の信頼性を示す。上図と同様に，地震前の体積歪変化が認められたものについては＊印をつけている。SWARM9703 の時も気象庁（1997）7)の判断するように地震前に体積歪変化があったとすれば，こちらもOMRの水位と同様，全体の体積歪変化が大きかったものについては，地震前の変化が認められることになる。
（小泉尚嗣・佃栄吉・松本則夫・高橋誠・佐藤努（地質調査所）・上垣内修（気象庁））
参考文献

1） 地質調査所・気象研究所：1997 年 3 月の伊豆半島東方沖群発地震前途の伊東市大室山北観測井における地下水位変動について，連絡会報，59（1998），246-251．
2） 青木陽介・加藤照之：GPS データから求めた 1997 年 3 月伊東沖群発地震の断層モデル，日本地震学会講演予稿集，2（1997）．
3） 国土地理院：伊豆半島の地殻変動，火山噴火予知連絡会会報，63（1995），40-44.
4） 静岡県地震対策課：伊豆東部火山群の活動源状の分析調査，（1997），248pp.
5） 国土地理院：伊豆地方の地殻変動，連絡会報，60（1998）.
6） 石黒真木夫・佐藤忠広・田村良明・大江昌嗣:地球潮汐データ解析−プログラム BAYTAP の紹介−,統計数理研究所彙報，32（1984），71-85.
7） 気象庁：伊豆半島およびその周辺の地震活動，連絡会報，58（1997），229-238.

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第１図観測点配置。OMR：大室山北観測井， HMN：姫の湯観測井，ITO6：
伊東 6 号観測井， HGS：気象庁東伊豆体積歪観測点，KMT：気象庁
鎌田地震観測点

Fig.1 Location of observation stations.
OMR：Omuroyama-kita observation
well, HMN：Himenoyu observation
well, ITO6：Ito-6 observation well,
HGS：Higashi-Izu observation station,
KMT：Kamata observation station.

第２図1998 年 4 月 17 日〜5 月 7 日の観測結果（１時間値）

Fig.2

Observational results during
the period from April 17,
1998 to May 7, 1998 (hourlyvalue).

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第３図

大室山北観測井におけるコサイスミックな水位変化の符号の反転（２分値）

Fig.3 Change in the sense of coseismic
groundwater level steps at OMR(2-minute value).

第４図1994 年 10 月〜1998 年 5 月の観測結果（１時間値）

Fig.4Observational results during theperiod from October 1994 to May
1998 (hourly value).

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第５図

大室山北観測井での観測開始以来，伊豆半島東方沖で発生した主な群発地震の震央分布。
地震の大きさはマグニチュード（Ｍ）２以上，深さは 30ｋｍ以浅である。
ａ. SWARM9509, ｂ. SWARM9610, ｃ.SWARM9703, ｄ．SWARM9804.

Fig.5

Epicenter distribution of four relatively large seismic swarms off the east coast of Izu Peninsula
which have happened since the observation at the Omuroyama-kita well started. Magnitudes of theearthquakes are 2.0 or greater and depths of them are 30 km or shallower.
a. SWARM9509, b. SWARM9610, c. SWARM9703, d. SWARM9804.

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第６図

断層モデルから計算された，地震後の体積歪変化総量の分布。実線および正の値は伸びを示し，破線および負の値は縮みを示す。

Fig.6

Distribution of postseismic volumetric strain changes calculated from the fault models for theseismic swarms. Positive values and solid lines show extension and negative values and brokenlines show contraction.

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第７図

群発地震直前および群発地震継続中の観測結果。
ａ．SWARM9509, ｂ．SWARM9610, ｃ．SWARM9703, ｄ．SWARM9804．

Fig.7

Observational result before and during the swarm activities.
a.SWARM9509, b.SWARM9610,c.SWARM9703, d.SWARM9804.

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第8図

OMR における降雨による水

第９図

a．群発地震の断層モデルより計算され位変化の典型的な例（a, b, c）

た大室山北観測井での群発地震後のと 1998 年 4 月 7 日〜21 日の体積歪変化（総量）と水位変化（総水位変化量）との比較

Fig.8 a〜c. Typical examples of theb．群発地震の断層モデルより計算されgroundwater level changes at

た東伊豆観測点での群発地震後の体OMR caused by rainfall. d.

積歪変化（総量）と観測値（総量）Groundwater level at OMRとの比較

and rainfall at HMN during theFig.9a.Comparison of theoretical postseismic

period from April 7, 1998 tovolumetric strain changes at Omuro

April 21, 1998.

yama-kita observation well calculated
from the fault models for the swarms topostseismic groundwater level changes
at Omuroyama-kita observation well.
b.Comparisonofthetheoreticaltoobserved postseismic volumetric strainchanges at Higashi-Izu observationwell.

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