東北日本弧におけるひずみ集中帯の地震発生機構の解明（ひずみ22-2-1-6）

鳥海山
庄内平野東縁断層帯
楕円内
5～15ｋｍ間隔で臨時点を20点設置
データロガーと地震計を用いて日本海東縁ひずみ集中帯
内の庄内平野東縁断層帯付
近の微小地震観測を強化し，先行研究が行われている脊梁や宮城県北部のひずみ集中帯の結果と比較することにより，ひずみ集中と地震発生
良のモデルの検証と改良を行う．

＋：2005～2006年に発生した浅発地震
ー：活断層
：活断層
▲：第四紀火山□：既設地震観測点（臨時点等を含む）：ひずみ集中帯

東北地方脊梁部のひずみ集中と地震発生のモデル（長谷川・他，2004）

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研究の目的（ひずみ22-2-1-6）

東北地方には主たるひずみ集中帯が日本海沿岸，脊梁部，宮東北地方
主たる ず 集中帯が 本海 岸 脊梁部 宮城県北部の３箇所に存在する．このうち脊梁部については「地殻最下部と最上部マントルに局在している高温のマグマの固結に伴って水が放出され，この高温と水により下部地殻が局所的に軟化し，そのために上部地殻の限られた領域に応力・歪が集中して地震発生ため部地殻 限られた領域 応力 歪 集中し 地震発に至る」とする「下部地殻軟化モデル」が構築されており，宮城県北部についても同じモデルで説明できることが判明しつつある．一方，2003年の宮城県北部の地震では 同じくひずみ集中帯内部で発生
2003年の宮城県北部の地震では，同じくひずみ集中帯内部で発生した2004年新潟県中越地震と同様に昔の正断層の再活動によって地震が生じたことが明らかになっている このため 歪集中帯を形地震が生じたことが明らかになっている．このため，歪集中帯を形成するもう一つの要因はこのような古い構造にあることが推定される．
このような背景のもと，東北地方のもう一つの歪集中帯である日本海沿岸をフィールドとして観測を行い，３箇所の比較研究を実施することにより，ひずみ集中帯と地震発生の関係を明らかにし，内陸地震発生のメカニズムを明らかにすることが本研究の目的である．
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（ひずみ22-2-1-6）

当初年次計画• 平成21年度：高精度震源決定により地震発生域下限の深さの推定．主として上部地殻についての構造解析．
• 平成22年度：最上部マントルの構造を中心に推定．低
平成22年度 最上部マントルの構造を中心に推定 低速度域の有無の確認．発震機構解や異方性から応力場の特徴抽出．
場の特徴抽出• 平成23年度：後続波も用いて下部地殻の構造推定．局
所的低速度域や 射体が存在するか否かを検証
所的低速度域や反射体が存在するか否かを検証．
• 平成24年度：上部地殻から最上部マントルまでの構造全体の推定．他地域との比較研究により，ひずみ集中帯における地震発生モデルの検証と改良を行なう．
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（ひずみ22-2-1-6）

H22年度の計画• 東北地方日本海沿岸の庄内平野東縁断層帯とその周辺地域での観測を継続する．
域での観測を継続する• 平成２１年度に発見された，断層帯に沿う地震波低速度帯の特徴について さらに詳細に調べるの特徴について，さらに詳細に調べる．
– 最上部マントルから上部地殻にかけての構造推定を行うことにより，低速度帯 成因検討を行う
この低速度帯の成因について検討を行う．

• 高精度の震源決定も継続して行い，地震発生域下限の深さをより詳細に調べる．
• 発震機構解等のデータから応力場の情報を抽出する．
• 比較対象である脊梁ひずみ集中帯の北部の状況を高精度で把握するために，岩手山における地震観測とＧＰＳを継続するとともに機動的地震観測点１点とＧＰＳ観測点２点を新たに設置し 観測を開始する
たに設置し，観測を開始する．
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（ひずみ22-2-1-6）

臨時観測点を使った再決定震源と気象庁 元化震源
気象庁一元化震源との比較
2008.12-2010.4
N=660

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（ひずみ22-2-1-6）

臨時観測データによるメカニズム解2008 12 2009 12 観測網内
2008.12-2009.12，観測網内

JMA, 1998-20106（ひずみ22-2-1-6）

臨時観測データによるメカニズム解2008 12 2009 12 観測網内
2008.12-2009.12，観測網内

F-net, 1997-20107

（ひずみ22-2-1-6）

得られたS波速度偏差

Depth (kkm)88（ひずみ22-2-1-6）

得られたS波速度偏差

Depth (km)99（ひずみ22-2-1-6）

得られたS波速度偏差・
Ｐ波速度偏差・Vp/Vs

dVs

dVp

Depth (kkm)

Vp/Vs

1010

（ひずみ22-2-1-6）

深さ6km, S波

鳥海山

11（ひずみ22-2-1-6）[地震調査委員会，2009による189 年庄内地震 断層 デによる1894年庄内地震の断層モデル]

深さ6km,, S波
深波

鳥海山

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（ひずみ22-2-1-6）

岩手山観測点設置状況• 平成22年度計画– 比較対象である脊梁ひずみ集
中帯 北部 状況を高精度中帯の北部の状況を高精度で把握するために、岩手山における地震観測とＧＰＳを継続するとともに 新たに機動的地震観とともに，新たに機動的地震観測点１点とＧＰＳ観測点２点を設置し観測を開始する。

H2１

H22

H22

H2１H2１

H22• 進捗状況(H23年1月現在)
進捗状況
年 月現在
– 設置済み観測点• 順調に観測継続中．
順調 観測継続中– 機動的地震観測点• 2010年8月にIWT_観測点において観測開始．

GPS観測点の例– 連続GPS観測点• 廉価なGPS受信機とデータロガー
による観測システム開発の完了（
太田他 測地学会誌，2010）
太田他，
2010）
• 2010年11月にYKBC及びIKG_観測点で観測開始．

GPS受信機
デ タ ガ
データロガー13H22年度までのまとめ（ひずみ22-2-1-6）• 上部地殻の構造：庄内平野東縁断層帯北部で，断層面に沿って東に傾き下がる低速度層– 1894年庄内地震（M7.0）の発生と関係？
– 地殻最下部から最上部マントルにかけて存在する低速度域
地殻最下部から最 部 ントル かけて存在する低速度域に接続：モホ付近から流体が供給？

• 地震発生域の下限：一元化震源ほど東西の差がなく，地震発生域の下限 元化震源ほど東西の差がなく，深さ15～20km程度• 発震機構解：東西圧縮の逆断層が卓越• 臨時観測網の内部の地震が少ないため，検証にはまだ時間がかかる．
だ時間がかかる• Qの推定も可能か？
• 岩手山：地震観測点２点．GPS観測点4点を設置済
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（ひずみ22-2-1-6）

H23年度の計画• 東北地方日本海沿岸の庄内平野東縁断層帯とその周辺地域での観測を継続する。
地域での観測を継続する• 地震波減衰構造を推定し、特に前年度までに確認された断層帯に沿う低速度域に関して 低速度域と減衰構造と断層帯に沿う低速度域に関して、低速度域と減衰構造との関係からこの低速度帯の成因について検討を行う。
• あわせて低速度域の分布や詳細な構造を確認するため後続波なども用いて構造推定を行う。
• さらに、比較対象である脊梁ひずみ集中帯の北部の状
さらに 比較対象である脊梁ひずみ集中帯の北部の状況を高精度で把握するために、岩手山における地震観測とＧＰＳ観測を継続するとともに、平成２１年度にＧＰＳ観測装置を設置した相ノ沢観測点で新たに機動的地震観測を開始し、地震火山観測用計測ユニット を新たに設置して地震観測デ タを伝送する さらにＧＰＳ観測点１点して地震観測データを伝送する。さらにＧＰＳ観測点１点を設置し、観測を開始する。
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