名古屋大学大学院環境学研究科附属地震火山研究センター
2016 年度年次報告会

2017 年 3 月 21 日（火）要旨

13:30～17:00

名古屋大学環境総合館 1 階レクチャーホール

■口頭講演
13：40-14：10 地殻変動観測が明らかにした地震の多様性○伊藤武男
傾斜計、伸縮計、歪計等を用いる地殻変動連続観測は、1960 年代にはじまった地震予知計画の柱として発展してきた。名古屋大学では、1967 年に犬山観測所の水管傾斜計・伸縮計による観測が開始され、1985 年頃には中部地域に 6 箇所の観測施設を持つまでに拡充されてきた。一方で、90 年代頃からの GPS による地殻変動観測の発展により、観測計画自体が縮小していった。近年、歪計によるゆっくりすべりの発見や傾斜計による深部低周波微動にともなう傾斜変動及びスロースリップの発見等の重要な科学的貢献があり、GPS 観測に対する相補的な役割が見直されつつある。このような背景のもと、地殻変動観測は宇宙測地技術を中心として、さらなる発展を行っている。例えば、1970年頃から Synthetic Aperture Radar（SAR）衛星が打ち上げられ、90 年代後半から地震に伴う地殻変動が SAR 画像の解析から高解像度に把握できるようになり、現在では、大量の SAR 画像の処理により、高空間分解能の時系列解析まで可能となっている。このように地殻変動観測は技術的にも大きく変貌を遂げて今に至っている。本公演ではこれらの地殻変動観測が明らかにしてきた、現象等を紹介しつつ、名古屋大学が取り組みつつある研究も紹介いたします。

14：10-14：40 南海－琉球域での海底地殻変動観測の成果と高度化へ向けて○田所敬一
本講演では海底地殻変動観測に関する２つのトピックについて報告する。１つ目は南海トラフ軸近傍と沖縄本島南東沖の南西諸島海溝での観測成果である。南海トラフ軸にはトラフ陸側に２点、フィリピン海プレートに１点の観測点を設け、2016 年までに５回程度の観測を行った。その結果、フィリピン海プレートがアムールプレートに対して西北西に年間 55mm 程度で動いていることや、トラフ軸近傍でも年間 20mm 以上の陸向きの変位がある事が明らかになった。南西諸島海溝は海溝型地震の素性がよく分かっておらず、地震調査研究推進本部による長期評価もなされていない場所である。そのため、プレート間固着の状態を調べることが急務であり、2008 年から観測を実施している。その結果、沖縄本島南東方ではわずか 70km 離れただけでも変位の違いがありそうなことが分かってきた。さらに広域にわたって観測を行うため、島が無いために GPS 観測が行われていない沖縄本島と宮古島の間の海溝軸付近の２ヵ所に新たな海底局を2016 年９月に設置した。２つ目のトピックは、観測の高度化、具体的には連続的観測へ向けた開発についてである。現在の観測スタイルでは船舶を用いることが必須であるため、連続的な観測を行うことができない。そこで、船舶に代えてブイを用いる観測方式に開発に着手した。この方式では、ブイ上で取得した音響測距、GPS、ジャイロのデータを UAE の通信衛星 Thuraya によって陸上に送信する。その際、データ量を圧縮するために、音響測距波形から直達波走時を自動で読み取ることにしている。試験的な観測は来年度から実施する予定である。
15：30-16：00 地震波を用いた東海地域の地下構造の推定○渡辺俊樹
東海地域の地震学的活動を特徴付ける、例えば、巨大地震、スロースリップ、深部低周波微動といった諸現象はフィリピン海プレートの沈み込みに起因している。プレートの形状を把握するにとどまらず、境界面の物性や状態を把握することがこれらの現象を理解し予測するために必要であり、これらの監視を行う上でも構造、物性情報の取得は不可欠である。また、中部日本の地質構造発達史を理解する上で、プレートと上盤側の島弧地殻との関係は重要である。島弧地殻内の構造もまだ十分に解明されているとは言えない。これらを実現するための構造探査手法としては、古典的な屈折法や近年のトモグラフィ手法だけでは不十分であり、より直接的な波動イメージング手法が不可欠であると考える。一方で、人工震源を用いた構造探査は震源エネルギーや測線展開、予算といった制約があるため、自然地震をエネルギー源として用いるレシーバ関数や地震波干渉法といった手法が注目される。本発表では、プレート境界や地殻内構造を対象とした遠地地震・深発地震記録のレシーバ関数法や地震波干渉法を、本センターが参加して共同で実施した観測に適用した解析結果を中心として、東海地域における構造探査研究をレビューするとともに、その将来性を議論する。

16：00-16：30 御嶽山での新たな地震観測 －名古屋大学の取組－○山中佳子・寺川寿子・前田裕太・堀川信一郎・奥田隆
活火山というと桜島や阿蘇山のようにマグマ上昇によって山体が膨張しやがてマグマ噴火をするような火山を想像しがちであるが、御嶽山はこれらの火山と違い普段とても活動度の低い火山である。しかし休火山・死火山という考えを改めるきっかけとなった 1979 年の噴火、そして戦後最悪の惨事となった 2014 年噴火など突然水蒸気爆発を起こすしたたかな火山である。またその周辺では御嶽山の山体崩壊を起こすきっかけとなった 1984 年長野県西部地震や 1978 年頃から現在も続いている群発地震活動もあり、未だに謎の多い地域である。名古屋大学では御嶽山周辺に 2014 年の時点で 9 点の地震観測点を、気象庁、長野県、岐阜県、防災科技研の計 8 点の地震観測点を御嶽山周辺に展開していた。地震の震源を精度よく決めるには、できるだけ近くで震源を囲むように数多くの観測点があることが望ましい。一方、地震データを連続的にリアルタイムに取得するためには電源と通信網が必要であり、火山域での観測にはかなりの制限が伴う。特に御嶽山の西麓は山が深く、山頂近傍にはこれらの条件を満たす地点はなく、夏期に臨時観測として太陽電池を使った現地収録型の観測をしていた。2014 年の噴火を受け、名古屋大学では補正予算を活用し、御嶽山周辺に新たに 5 点の観測点を設置した。また全観測点のうち 3 ヵ所については 100m の地下に地震計を設置した。これによりこれまでより微弱なシグナルも捕らえることができるようになった。しかしより火山直下の地震をとらえるにはできるだけ山頂に近い所で観測をしたいところが、山頂観測は大変厳しくどこの火山でも苦労している。御嶽山は火山としては富士山の次に高く、悪天候、特に強風や夏の雷などのトラブルが続発することが予想され、メンテナンスには様々な機材を背負って山頂まで登らないとならない。名古屋大の人材でこれらを維持することは困難である。そこで我々は、超小型の機材を開発し、それを多数山頂に展開することで山頂での連続観測ができないかと考えた。御嶽山の山頂部は南北に約 3.5km あり、全点がすべてトラブルことは少ないだろうというもくろみである。超小型機材にはバッテリー、ロガー、通信装置が入っており、これに地震計とソーラーパネルを取り付けるだけですぐにリアルタイム連続観測ができるというもので、この 3 月に納品され来年度山頂に展開する予定である。この機材は火山観測だけでなく、被害地震発生時の余震観測などにも活用できると考えている。

16：30-17：00 火山防災における大学と地域との連携○山岡耕春
臨床火山防災学プロジェクト
御嶽山の噴火を通して、行政の横の連携が地域防災にとっての課題であることが見えてきました。 都道府県市町村は防災対策を行い、気象庁は監視観測にもとづき火山防災情報を出しています。大学は基礎研究を行い、学校は教育、国土交通省の地方整備局がインフラ整備を担うなど、様々な組織が火山の地域防災に貢献しているものの、それぞれの横の連携が十分に取られていないのが現状です。平成 27 年度より私たちが進めている「臨床火山防災学プロジェクト」では、焼岳・白山・御嶽山地域を対象とし、地域が主体となり、住民や観光業者などステークホルダーと行政諸機関が連携し、火山防災を推進するための場をつくることを目的としています。このプロジェクトを実行するにあたっては、法律で定められた火山防災協議会を活かし、火山活動や火山地域の個性を踏まえ、地域が主体となった火山の防災への効果的な取り組みを関係者とともに行っています。
平成２７年度は、行政担当者による学習会・意見交換会、また焼岳・白山・御嶽山の火山防災協議会学習会・ワークショップを開催し、防災担当者どおしが意見交換を行いました。火山防災対策における課題を明らかにして、課題の共有を図りました。平成２８年度には、地域観光や地域防災に関わるステークホルダー（観光事業者、山小屋、遭難対策協議会等）を招き、火山防災協議会メンバーなど 50 名前後が参加し、講演会と意見交換会を開催しました。講演会では、観光と防災に携わる方を招いてお話を聞きました。意見交換会では、行政担当者のみでは気づかない課題が明らかになりました。報告会では２年間の成果を報告したいと思います。
御嶽山火山研究施設
名古屋大学が御嶽山地域に設置を予定している御嶽山火山研究施設の構想について紹介します。名古屋大学環境学研究科では、長野県知事の要請を受け、御嶽地域（木曽町）に御嶽山火山研究施設を設置することとなりました。この施設設置のために長野県からは寄付講座の提供を受け５年間の運営にあたることとなっています。この施設の目
的は、（１）御嶽山の火山活動や周辺域の地震活動の研究を推進すること。
（２）地元の御嶽山防災対策を後押しすることです。長野県の火山防災のあり方検討委員会で提言をされ、御嶽地域で運用されることとなった（仮称）火山マイスター制度や火山ビジターセンターの支援を通じ、地域の火山防災力を向上することも重要な役割です。

■ポスター講演P1（コアタイム 14:50～15:20）

2016 年度 GNSS 観測点設置およびそのテレメータについて○松廣健二郎2016 年度東海地域において国土地理院の電子基準点の隙間を埋めるように三重県中南部において津市、松阪市および大台町の 3 ヶ所で定常 GNSS 観測点の新設を行なった。それから海底地殻変動観測の地上 GNSS 基準局の増強として和歌山県新宮市に定常GNSS 観測点の新設を行った。また 2016 年 4 月に発生した熊本地震の直後には大分県内において 3 ヶ所のオンライン GNSS 観測点の設置を行なった。これにより松廣が主として管理している GNSS 観測点は 32 ヶ所となりうち 22 ヶ所でテレメータを行っている。発表では上記の観測点設置に関しておよび GNSS 観測のテレメータシステム構成、状況について報告する。また今年度より御嶽山頂付近においてキャンペーン GNSS 観測を開始、ソーラーパネルを用いて 2 週間の連続観測を行ったのでそれについても報告する。
P2 島弧地殻変形と内陸地震のメカニズム○鷺谷威・Angela Meneses-Gutierrez・張学磊・下山友実・熊谷光起
内陸地震の応力集中メカニズムは長い間謎であった。Meneses-Gutierrez and Sagiya(2016)は、新潟—神戸ひずみ集中帯において、プレートの沈み込みに伴う大地震サイクルに影響されない永続的な局所変形を見出した。この永続的な変形は下部地殻の局在化した非弾性変形により生じていると考えられ、多くの活断層の深部延長にも同様の変形集中が生じ、活断層の応力集中を駆動している可能性がある。岩石のレオロジー法則に基づく下部地殻変形の数値モデルでは、非常に遅い変位速度においても、活断層の深部延長では変形集中が生じることを示している。発表では、稠密 GNSS 観測により得られた観測結果、および数値モデルの計算結果等を示して島弧地殻変形と内陸地震の発生メカニズムの基本的な考え方を提示する。
P3

GNSS データ解析による長期的 SSE 発生メカニズムの解明:体積膨張の検討○光井能麻
観測技術の向上により、各種スロースリップイベント（SSE）が主に沈み込み帯で検出されてきた。これらのイベントはいずれも、通常の地震と同様に地殻中の断層運動としてモデル化されている。しかし、なぜ地震とは異なるゆっくりとした運動が生じるのか、その発生メカニズムは明らかでない。
この SSE の発生メカニズムを考える上で「すべりの安定性」という観点が時折用いられる。プレート境界における応力の不均衡を断層すべりで解消する時、そのすべりが加速される場合を「不安定すべり」と呼び、加速せず一定速度で相対運動を生じる「安定すべり」とは異なる性質として解釈される。「不安定すべり」が生じる場所ではプレートの相対運動に伴い、双方のプレートがある期間固着しプレート境界域に生じた剪断弾性歪をすべりによって解放する、という運動が生じる。プレート間の固着の強さやすべりの加速が大きいほど不安定性が強いとみなされ、通常の地震は「強い不安定すべり」、SSE は「弱い不安定すべり」と解釈される。
上記を踏まえると SSE 発生域では、剪断弾性歪の蓄積量が小さくなる条件下にあるため、歪の解放時にすべりが大きく加速できないまま終了すると解釈できる。例えば、断層面に対して剪断方向のすべりによる歪の変化だけでなく、法線方向の変形や体積歪の変化もすべりの安定性に寄与すると仮定すると、法線応力に抗して生じた法線方向の媒質の伸長や体積膨張が弾性歪の一部を解消することで、剪断すべりで解消すべき歪が小さくなり、大きく加速しない可能性も考えられる。
以上を踏まえて本研究では、長期的 SSE の発生メカニズムを理解するために、まず、プレート境界域における剪断すべり以外の変形、特に、体積膨張が生じているか否か検証する。発表では GNSS データを用いた SSE 震源インバージョンの手法についてテスト解析をもとに議論する。
P4

地震発生サイクルシミュレーションによる南海トラフ地震の再現と断層構成関係の検討○橋本千尋
Hashimoto, Fukuyama & Matsu'ura (2014, PAGEOPH)によって、地震発生の物理に基づく地震発生サイクルシミュレーションの基本的な考え方が示され、地殻応力状態の時間発展を再現する為の理論的なフレームワークが構築された。これに基づき、或る時点の応力状態を適切に推定し、次ステップの地震発生シナリオを生成する為には、過去のすべり履歴を整合的に再現し得る断層構成関係を設定することが重要な課題となる。2016
年度は、西南日本の南海トラフ地震発生領域のピーク強度・臨界すべり量の値や分布を変えた複数のモデルを設定して、地震発生サイクルシミュレーションにより実現するすべり遅れ分布の検討を行なった。1996－2000 年の GPS データに基づくインバージョン
解析で得られたすべり遅れレートの分布（1944 年東南海・1946 年南海地震後 50 数年の状態）の再現を条件として検討した場合には、室戸沖、紀伊半島南端域のピーク強度の下限値を拘束できる可能性があることが分かった。また、実現したすべり遅れ分布の基本的なパターンが似ている場合であっても、断層構成関係の設定の違いによって、多様な地震時すべりが発生し得ることが明らかとなった。

P5 沈み込む海洋リソスフェアの Bending-Unbending 遷移領域における曲率推移と曲げ力学○篠島僚平
海洋リソスフェアは、海溝から沈み込みに伴い曲率の増加する Bending 変形をし、沈み込んだ先では曲率の減少する Unbending 変形をしている。これまで多くの先行研究は、アウターライズ-海溝の Bending 形状を弾性板や弾塑性板のモデルを用いて、海洋リソスフェアの強度・レオロジー構造等を明らかにするという成果をもたらした。しかし、それらの研究対象は海溝よりも沖合の部分に限られ、沈み込んだ先に位置する
Bending-Unbending 遷移領域の曲げ変形の力学については十分な研究が行われていない。
そこで本研究は、海溝から沈み込んだ先の Bending-Unbending 遷移領域での海洋リソスフェアの曲げ力学と曲げ変形（曲率推移）の解明を試みた。
対象とする海洋リソスフェアは日本海溝から沈み込んだ年代の古い太平洋プレートである。本研究では、数値計算を用いて年代の古い海洋リソスフェアを Bending させた
後に Unbending させ、その際の曲率-曲げモーメントの関係を調べた。その結果、海洋リソスフェアは Bending されることで、浅部引張と深部圧縮の曲げ応力が溜まるが、それらはすぐに降伏強度に達し、曲げモーメントは頭打ちとなった。しかし、その後Unbending が開始すると、それまで溜まっていた応力が弾性的に解放され、僅かな曲率の変化で曲げモーメントが急速に変化することが分かった。この関係を、地形・重力異常から推定した太平洋プレートの曲げモーメントの分布に当てはめた所、Unbending 開始後における年代の古い海洋リソスフェアの曲率変化速度（曲げ戻しの速度）は極めて緩やかである必要があるという結果を得た。
P6

2016 年熊本地震が提起した活断層評価の課題○鈴木康弘・渡辺満久（東洋大）・中田高（広島大）
2016 年熊本地震は、既知の活断層の活動により引き起こされた、1995 年兵庫県南部地震に匹敵する M7.3 の直下地震（活断層地震）である。地震本部による活断層評価により、その地震発生は長期予測されていたと言えないことはないが、①地震発生そのもの、②局所的な被害集中、③地震断層の出現において、予測通りであったとは言いがたい点が多い。局所的かつ甚大な被害は改めて活断層地震の脅威を再認識させるものであり、従来の予測の問題点や限界を確認し、今後の地震防災に活かすべき教訓は非常に多い。

P7 応力場の時間変化に基づく御嶽火山のモニタリング○寺川寿子・山中佳子・前田裕太・堀川信一郎・奥田隆
2014 年 9 月 27 日、午前 11 時 52 分、御嶽山は 7 年ぶり、有史以来 4 度目の水蒸気噴火を起こした。火山性地震の種類/活動度の推移の傾向から大まかな噴火過程の予測は行われているものの、不確定性が大きいのが現状である。そこで、我々は火山性地震のメカニズム解から御獄山直下の局所応力場の時間変化を定量的に評価するという試みで、火山活動と応力場の関係を明らかにし、応力場の時間変化を通じて御嶽山の活動をモニターする手法を検討した（Terakawa et al., 2016）。
この手法では、まず、名古屋大学を含む諸機関の定常地震観測で得られた地震波形データから、御嶽山直下で発生した火山構造性地震（VT イベント）のメカニズム解を推定する。次に、御獄山周辺域の平常時の応力場を基にメカニズム解のミスフィット角を計算し、局所応力場の平常時の応力場からのずれを測る指標とした。ミスフィット角を用いると、2 階のテンソル量である応力場の時間変化を簡易的にスカラー量で評価することができる。
本手法により、2014 年 8 月～2016 年 12 月までのデータを分析したところ、噴火前の約 2 週間には火山活動の活発化により平常時の応力場を乱す東西引張の応力変動場が形成されていたことや、噴火後は広域応力場に支配されて地殻が収縮することなどがわかった。また、2014 年の噴火以降にも、複数の期間で火山活動による有意な応力変動場が形成された可能性がある。これらの観測事実は、山体内部において何らかの膨張・減圧過程が繰り返し起きていた可能性があることを示している。しかし、御嶽山の VT イベントは規模が小さく（6 割以上は M 0 未満）、メカニズム解を安定して推定することは難しい。より安定的にメカニズム解が得られる M 0 以上のイベントのみを使って応力場の時間変化を調べたところ、2014 年の噴火以降に何らかの増圧過程があったと考えられる時期は、2015 年 1～2 月、2015 年 10～11 月、2016 年 1 月～9 月頃である。今後は、テンソル量としての局所応力場変化を捉え、理論モデルとの比較を通じ、噴火に至る条件の理解を目指している。
P8 浅間山の長周期地震に伴う短周期振動の振幅震源決定○前田裕太・武尾実（東大）
浅間山では火口底に開いた小孔からの間欠的なガス放出イベントと同期して 20 秒程度の時間幅を持つ片揺れ型の長周期地震が観測される。講演者は昔の研究においてこの長周期地震の波形インバージョンを行い、火口北側浅部の体積震源へのガスの流入・流出によって観測波形を説明できることを見出した（Maeda and Takeo, 2011）。ところで浅間山の長周期地震は必ず短周期振動を伴う。この振動の発生過程は不明であり、初動が不明瞭なため振動源の位置の推定も行われていない。
本研究では近年開発され急速に普及した振幅震源決定法（Battaglia and Aki, 2003;Kumagai et al., 2010）を用いて浅間山の長周期地震に伴う短周期振動の解析を行った。

稠密観測データのある 2008 年 9 月～11 月に発生し、山頂の 14 観測点のうちの 7 点以上、山腹の 12 観測点のうちの 6 点以上で S/N 比が 2 以上となった 1338 イベントについてソース位置とソース振幅を推定した。ソース位置は長周期振動のソースから南西下方へ広がった分布になり、規模の大きなイベントほど短周期ソースが長周期ソースから離れた位置に推定される傾向が見られた。
長周期の波形インバージョンを実施済みの 19
イベントについては短周期・長周期のソース振幅間に正相関が見られた。
本研究は東京大学地震研究所一般共同研究（課題番号 2016-G-07）により実施した。
P9

DC 中継機を利用したテレメータについて○堀川信一郎観測点で取得した地震データ等は、主に NTT フレッツ回線を使用してリアルタイムでセンターまで伝送している。具体的には各観測点とセンターのフレッツ回線を NTTの VPN サービスである「フレッツ VPN ワイド（以降 FVW）」を利用して接続し、センターの収録サーバで受信している。さらにこれを JDX に接続したサーバに転送し、そこから全国データ流通網（JDX）にブロードキャストしている。
この流通経路には大きな欠点がある。それはセンターが被災したり、長期的な障害を生じたりした際に、接続している全て観測点からのデータが受信できず、センター内はもちろん全国のデータ利用者もその利用ができなくなることである。
東日本大震災以降、東京大学地震研がこの問題に取り組み、NTT データセンター内にDC 中継機と呼んでいるデータ中継用のサーバを設置した。DC 中継機の片足は SINET（JDX）に接続され、外部からは FVW、あるいはインターネットを経由した IPsec 接続によりアクセスが可能となっている。
センターでは数年前から、この仕組みへの移行を開始している。特に昨年度新設された御嶽山の地震観測点は、この仕組みを利用する前提で設計した。
この仕組みの利用には、観測点のネットワーク空間が他の利用者（他大学）と競合しないことが必要である。本報告では、この DC 中継機とネットワーク空間の再割り当てについて発表する。