2011/2/21

ひずみ22-2-1-5比抵抗構造調査

高密度自然地震観測←ひずみ集中帯→
精密な震源分布

精密な比抵抗構造

地震・電磁気データ
全国の研究者

歪集中と火山活動の関連性

ひずみ集中における地下構造と震源分布との関連性の解明

１－５．歪集中帯発生にかかわる地殻構造の研究

22年度の成果
主要メンバー：茂木透、高橋浩晃、山谷裕介、奥山哲、村上亮、橋本武志
１．石狩地域での地震観測
２．石狩東縁断層北部でのMT観測
３．樽前山でのGPS繰り返し観測および干渉SARによる地殻変動観測
４．十勝岳でのGPS繰り返し観測および干渉SARによる地殻変動観測

機構解明データサーバー（東京大学地震研究所）

自然地震観測結果 (2008年12月 - 2010年12月）
・本プロジェクト観測点＋北大既存点＋気象庁データ一元化 ： 296個の震源が決められた。
・石狩平野東縁断層：中、南部でやや活発、北部で低調。札幌付近と苫小牧東方に活動の活発な地域が見られる。
・2010年12月2日北広島地震（M4.6)が発生した。

北広島地震
2010年12月2日6:44M4.6（最大震度5弱）

自然地震観測網により得られた震央分布．
深さ40km以浅の震源分布．

予察的地震波速度構造解析
・深さ40km以浅で北緯42度から43度38分，東経141度から143度38分の範囲に発生した166個の地震（それから得られたP波走時2484個）を用い、Thurber(1983)の手法を用いてP波地震波速度構造と震源を同時に推定した。
・胆振地方南部から日高地方東部にかけての地域では，周辺に比べて低速度域が分布している．
・石狩平野東縁断層では，東側が低速度異常，西側に高速度異常が分布している。

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石狩低地等縁断層帯周辺におけるMT法比抵抗構造探査

22年度に観測したMT見掛け比抵抗および位相各測点の図で、上のパネル：TMモードの見掛比抵抗、位相、下のパネル：TEモード。
赤線：モデルに対する計算値。
青線：スタティック補正した値。

Line D (2010)
Line C (2009)
Line B (2008)

I・840-860：低地帯。浅層部に顕著な低比抵抗層・865-880：断層帯。全般に低比抵抗。構造が複雑
・885-900：山間部。表層
低比抵抗→深部高比抵抗Line A (〜2008)

インダクションベクトル（IV)と位相テンソル(PT)楕円。

１．PT楕円は、0.1 Hz以上では長軸と短軸の差が小さく真円に近い。一方，0.01 Hz以下
ではほとんどの観測点で長軸と短軸の差が大きく、N15ºW方向に向いている。このことから、浅部は1次元構造に近く、深部ではより2次元的な構造になっていると考えられる。
２．高周波数帯のインダクション・ベクトル（IV）の大きさが小さく、水平方向の構造の変化が小さいと予想される。IVの分布は、低周波数帯で太平洋側や日本海側を示し、明らかに海の低比抵抗の影響を受けている。この影響にはおそらく地峡効果も含まれ、MTインピーダンスにも及んでいると考えられえる。

各周波数帯でのPT楕円の長軸および短軸の方向についてのローズダイアグラム。
１．いずれの測線でも高周波数側の100〜1 HzではN40ºWに集中している。
２．低周波数の0.01〜0.001 HzではN15ºWに集中する傾向が見られる。
３．その中間の周波数帯である0.1〜0.01Hzでは、一定の方向が見られない。
４．低周波数帯のPTから推定されるN15ºWという方向は、Line C以南のITFZの走向とほぼ一致し、また重力異常分布（山本，2003）から推察される構造の走向とも矛盾しない。
５．以上より走向をN15ºWと仮定し、MTインピーダンスの主軸をその方向に回転した時の見かけ比抵抗と位相を構造解析に使用した。

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2次元比抵抗構造
１．表層1 km深程度までは、数百Ωmの高比抵抗層、2−6 kmは数〜数十Ωmの低比抵抗層、それ以深は数百Ωm以上の高比抵抗層に大別される。
２．これらの境界の深さは、周辺で行われた反射法探査（産総研，2007）や孔井地質との対応が良く、上部から第四系、新第三系〜上部白亜系、基盤岩類に相当する。
３．低比抵抗層は低地帯中央部で特に深く、南に向かうに従ってより深くまで達している。
４．5−10 km以深の構造は測線ごとに異なっており、特にLine AおよびBとLine CおよびDの２つのグループに分類することができる。ここで，５．Line A, BはITFZの主部，Line C, DはITFZ主部および南部を横切っている。
ITFZ主部では， Line Cの東側深部からLine Dの断層帯直下に至る低比抵抗体が見られる。一方、ITFZ南部の断層帯直下は逆に高比抵抗体が求められており，低比抵抗体はそれよりも西側に存在する。

MT探査のまとめと今後の方針

比抵抗構造と震源分布
１．南部の地震は浅部低比抵抗層の下部の高比抵抗構造との境界で発生
２．札幌南部の地震は浅部低比抵抗層の中で発生している。

樽前山地殻変動 － GPS• 22年度までに断層帯を横切る４測線において観測を行った。
• 厚い堆積層である石狩低地帯東縁断層帯において、地殻浅部から深部にわたって構造が急変していることが示唆された。
• 22年度は，2次元解析により各測線に沿う断面の比抵抗構造を求めた。
• 今後、３次元解析を行い、ひずみ集中帯における３次元的不均質構造の存在について検討する。
繰り返しGPS観測から得られた2009年10月―2010年9月の樽前山周辺の地殻変動。
変位量はNSK（錦岡）を基準とした基線解析によるもの。背景の描画にはSRTM3 DEMを用いた。明瞭な変動はいまのところ見られない。

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樽前山地殻変動 － 干渉SAR

支笏湖

樽前山

5km

カルデラ東縁のパターンの位相プロファイルと地形との比較。
尾根筋に直交する位相プロファイルでは、位相のピークと地形のピークには水平位置にずれが存在し、そのずれ量はペアにより異なることがわかった。

←衛星に近づく・ディセンディング軌道のデータ5ペアを用いた。
・東側カルデラ縁において尾根筋に平行な数cmの視線距離増加。
・山頂ドームにおいて数cmの視線距離短縮を検出した。

樽前山地殻変動 － まとめ
ひずみ集中帯に位置する樽前山について、繰り返しGPS観測とALOS/PALSARデータを用いた干渉SAR解析を行った。その結果、・干渉SAR解析から、東側カルデラ縁において尾根筋に平行な数cmの視線距離増加や山頂ドームにおいて数cmの視線距離短縮を検出した。
・ 繰り返しGPS観測は2回目を実施したが、明瞭な地殻変動は得られていない。
今後の展開としては、・大気遅延・衛星の軌道誤差など様々の誤差要因を持つ干渉SARの精度向上のため、解析シーン数を増やす。特に現在まだ解析していないAscendingデータの解析を行う。
・ 観測が終了次第、GPSデータの解析も行い、2009年以降の地殻変動を計算する。

十勝岳地殻変動 － GPS
各観測点の座標値
コード
BGT

緯度
43:26:34.4335916

経度
142:39:13.0169984

楕円体高1049.89702

DSL
KFR
SRA
SRM
MMC
TDO
SMR
TRK
TNK
MTK
KTO

43:26:19.4295282
43:27:20.0665256
43:28: 3.1138370
43:29:46.9618879
43:30:23.0461776
43:24:53.0115822
43:21:32.3038717
43:20:14.3201270
43:26:24.0779702
43:24:22.2953004
43:23:23.0925124

142:39:41.6957468
142:28: 2.0064392
142:39:42.0169788
142:38:32.8908923
142:36:49.0452023
142:38:33.8789785
142:31:50.0682979
142:37:20.0878550
142:48:53.0582112
142:45:27.7562340
142:53: 9.1913928

1151.56660
259.17823
827.43339
746.71390
623.27070
1296.14510
423.63905
1211.07784
660.75845
953.16306
460.04337

最終的には、干渉SAR、GPSの融合解析を行い樽前山の地殻変動の全体を把握する。

GPS観測点の配置図。▲が十勝岳山頂。背景はSRTM DEMによる。

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十勝岳地殻変動 － 干渉SAR

十勝岳地殻変動 － 干渉SAR
Quasi-UD

Ascending

Quasi-EW

DescendingAA’

A-5cm/yr

A’+5cm/yr←衛星に近づく

アセンディング、ディセンディング両軌道共に62-2火口周辺にピークを持つ視線距離の短縮が見られた。変位量を1年あたりに換算すると。変位速度はピーク値でそれぞれ7.8cm/yr（アセンディング）、3.9cm/yr（ディセンディング）であった。

十勝岳地殻変動 － まとめ
ひずみ集中帯に位置する十勝岳について、繰り返しGPS観測とALOS/PALSARデータを用いた干渉SAR解析を行った。その結果、・ Ascending，Descending両軌道からのデータを用いた干渉SAR解析により、62-II火口周辺 の隆起パターンは、上下成分，東西成分共に最大5cm/yrであることがわかった。
・ 第1回の繰り返しGPS観測から各観測点の座標を決定した。
今後の展開としては、・ 2010年に取得されたPALSARデータを解析し、変動スピードに変化がないか確認する。
・ 2010年6～7月に第１回観測を行ったので、繰り返しGPS観測を行い2010年以降の地殻変動を計算する。
最終的には、干渉SAR、GPSの融合解析を行い十勝岳の地殻変動の全体を把握する。
・A

A’

アセンディング軌道とディセンディング軌道の視差を利用して推定した上下および東西変位

 22年度までの主な成果
１．石狩低地帯南部に新たに設置または機器の高度化を行った10箇所の自然地震観測点において観測を継続したところ、同時期に観測された気象庁の一元化震源よりも多く震源を決定でき、それらを設置することにより地震の検知能力が向上した。
２．石狩低地帯～石狩東縁断層帯において４測線39測点でMT観測を行い、2次元比抵抗構造を求め、地震が起こる場所の構造を調べた。
３．樽前山、十勝岳でGPSによる繰り返し観測および干渉SARによる地殻変動観測を行い、それらの融合解析による火山の総合的な地殻変動の理解へのデータを取得した。
 今後の計画１．地震観測を継続し、地震波速度構造解析を行う。
２．周囲の海の影響等も考慮した3次元比抵抗構造解析を行い、歪集中帯の地下構造の特徴を議論する。
３．GPSおよび干渉SARの融合解析による火山の全体的な地殻変動の理解を進める。

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