１－４ 海底地殻変動観測結果
Results of Seafloor geodetic observations
海上保安庁
Japan Coast Guard
海上保安庁では，これまで主に日本海溝沿いや南海トラフ沿い陸側の海底に，海底基準点を設置し，キネマティック GPS／音響測距方式による海底地殻変動観測を実施している．ここでは，｢福島沖｣，｢宮城沖 1｣，「宮城沖 2｣，「相模湾」，「東海沖 1」及び「東海沖 2」の各海底基準点における最近の観測結果について報告する．
海底地殻変動観測はこれまで船尾に観測支柱を取り付け，漂流しながらの観測を行ってきたが，2008
年 3 月，更なる観測の効率化を図るため，測量船の船底に音響トランスデューサ（送受波器）を設置した．
これにより，航走しながらの観測が可能となり，今後，一海域あたりの観測時間の大幅な削減と観測データの空間バランスの改善による観測精度の向上が期待される（別紙参照）．なお，今回報告する 2008 年 7 月の観測の一部は，航走観測により行われた．
(1) 宮城沖・福島沖「福島沖」海底基準点「福島沖」海底基準点では，第 1 図に示す塩屋埼の東方約 80km，水深 1200ｍの地点に海底基準点を 2002 年に設置して以来，観測を繰り返し実施している．
第 2 図に，2002 年 6 月～2008 年 3 月の間に行った計 6 回の観測から得られた局位置解の水平成分の時系列を示す．これらの座標値について，線形回帰により年間の位置変化率を求め，これを基準点である下里のユーラシアプレート安定域に対する相対速度（291°，3.2cm/年；Sengoku(1998)；SLR グ
ローバル解析による）で補正し，「福島沖」海底基準点のユーラシアプレート安定域に対する動きとして西向きに 3.1cm/年の速度ベクトルが得られた（第 1 図）．
この結果は，沿岸の陸上 GPS 連続観測点の移動速度と同水準であるとともに，太平洋プレートのユーラシアプレート安定域に対する速度（9.2cm/年；NUVEL-1A モデル）と比べて有意に小さいことから，この辺りではプレート境界の固着がそれほど強くないと考えられる．
「宮城沖 1」海底基準点「宮城沖 1」海底基準点では，金華山の東方約 120km，水深 1700m の地点に海底基準点を 2001年に設置して以来，観測を繰り返し実施している．これまでに 2005 年 8 月 16 日の宮城県沖の地震発生前の観測（2002 年 5 月～2005 年 8 月の 10 回分）から，ユーラシアプレート安定域に対する移動速度として，西北西に約 7.3cm/年という値が得られている（第 1 図）．
2007 年度は 7 月に観測を行った．第 3 図に，「宮城沖 1」海底基準点で 2002 年 5 月～2007 年 7月の観測から得られた局位置解の水平成分の時系列を示す．2005 年 8 月 16 日の宮城県沖の地震（M7.2）以後については，ばらつきが大きく，有意な変動は検出されていない．

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「宮城沖 2」海底基準点「宮城沖 2」海底基準点では，「宮城沖 1」海底基準点から約 50km 陸寄りの水深 1100ｍの地点（第 1図）に 2004 年に設置して以来，観測を繰り返し実施している．これまでに 2005 年 10 月までに得られたデータから，2005 年 8 月 16 日宮城県沖の地震（M7.2）に伴う東に約 10cm の移動を報告している．
2007 年度は 2007 年 7 月と 2008 年 3 月に観測を行った．第 4 図に，「宮城沖 2」海底基準点で 2005
年 6 月～2008 年 3 月の観測から得られた局位置解の水平成分の時系列を示す．2005 年 8 月の宮城県沖の地震以後については，特に南北方向でばらつきが大きく，有意な変動は検出されていない．
地震活動から推定される固着の度合いとの比較
Uchida et al.(2006)によると，「宮城沖 1」海底基準点の海底下では，小繰り返し地震は起きておらず，2003 年 10 月 31 日の福島県沖の地震（M6.8）のすべり領域となっている．また，「福島沖」海底基準点の海底下では，小繰り返し地震が起きており，この辺りのプレート境界では年約 1～2cm 程度の準静的すべりがあることが分かっている（第 5 図）．
これらのことから，「宮城沖 1」海底基準点の辺りではプレート境界の固着が強く，「福島沖」海底基準点の辺りでは固着が弱いと推定される．
海底地殻変動観測の結果においても，「宮城沖 1」海底基準点と「福島沖」海底基準点で有意に異なる移動速度を示しており，地震活動から推定される固着の強弱と調和的である．
(2) 相模湾「相模湾」海底基準点
相模湾では，伊豆半島川奈埼の東方約 10km，水深約 1300ｍの地点（第 6 図）に海底基準点を2002 年に設置して以来，観測を繰り返し実施している．これまでに，2003 年 1 月～2007 年 2 月の観測から，ユーラシアプレート安定域に対して北西に 4.1cm/年という結果を報告しており（第 173 回地震予知連絡会（平成 19 年 5 月 14 日）），その後，2007 年 9 月，2008 年 4 月，7 月に観測を実施した．
第 7 図に，「相模湾」海底基準点で 2003 年 1 月～2008 年 7 月の間に行った 8 回の観測から得られた局位置解の水平成分の時系列を示す．これらの座標値について，線形回帰により年間の位置変化率を求め，これを位置の基準点である下里のユーラシアプレート安定域に対する相対速度（291°，3.2cm/年；Sengoku (1998)；SLR グローバル解析による）で補正し，北西に 3.5cm/年の速度ベクトルが得られた．
この結果は，周辺の当庁 GPS 連続観測点（真鶴，伊豆大島等）の観測結果に調和的であるとともに，求められた速度の大きさは「相模湾」海底基準点の北西に位置する真鶴局と南西に位置する伊豆大島局の速度の中間にある．
(3) 東海沖「東海沖 1」海底基準点「東海沖 1」海底基準点では，御前埼の南方約 60km，水深約 2400m の地点（第 8 図）に海底基準点を 2002 年に設置して以来，観測を繰り返し実施している．これまでに，2002 年 8 月～2007 年 4 月の観測から，ユーラシアプレート安定域に対して西北西に 2.9cm/年という結果を報告しており（第 174 回地㪄㩷㪉㪌㩷㪄震予知連絡会（平成 19 年 8 月 20 日）），その後，2008 年 7 月に観測を実施した．
第 9 図に，「東海沖 1」海底基準点で 2002 年 8 月～2008 年 7 月の間に行った 6 回の観測から得られた局位置解の水平成分の時系列を示す．これを位置の基準点である下里のユーラシアプレート安定域に対する相対速度（291°，3.2cm/年）で補正し，北西に 2.5cm/年の速度ベクトルが得られた．
なお，2004 年 9 月 5 日に紀伊半島南東沖地震（M7.4，M6.9）が発生し，海底地殻変動の観測結果を用いて推定した Kido et al. (2006)の断層モデルによると，「東海沖 1」海底基準点では南に 1.4cm の変位が推定される．このため，参考として，地震前の結果を補正した時系列及び速度ベクトルを第 8 図及び第 9 図に併せて示す．補正の有無による大きな差は見られない．
「東海沖 2」海底基準点「東海沖 2」海底基準点では，御前埼の南西沖約 100km，水深約 1560ｍの地点（第 8 図）に 2002年に設置して以来，観測を繰り返し実施している．
第 10 図に，「東海沖 2」海底基準点で 2002 年 8 月～2008 年 7 月の観測から得られた局位置解の水平成分の時系列を示す．
Kido et al. (2006)の断層モデルによると，「東海沖 2」海底基準点では，紀伊半島南東沖地震に伴う地殻変動として南に 4.3cm の変位が推定される．このため，参考として，「東海沖 1」と同様に地震による地殻変動を考慮しないで速度ベクトルを求めた結果と，地震前の結果を Kido et al.(2006)の断層モデルから推定される地殻変動を補正して速度ベクトルを求めた結果を第 8 図及び第 10 図に示す．いずれも観測データが少ない 2006 年 11 月の結果は速度ベクトルの算出に使用していない．補正の有無による速度の差は，南北方向で約１cm/年である．

＜参考文献＞
Kido, M., H. Fujimoto, S. Miura, Y. Osada, K. Tatsuka, and T. Tabei (2006): Seafloor displacement at Kumano-nada caused by
the 2004 off Kii Peninsula earthquakes, detected through repeated GPS/Acoustic surveys, Earth Planets Space, 58,
911-915.
■「宮城沖 2」海底基準点は，文部科学省のプロジェクト「宮城県沖地震に関するパイロット的な重点的調査観測」（平成 14～16 年度）の一環として設置したものである．
■解析に用いた KGPS 陸上基準点の一部は，国土地理院の電子基準点であり，1 秒データを提供していただいている．また，この観測は，東京大学生産技術研究所との技術協力のもとに実施している．
■図のプロットは，海底に設置された海底基準点の位置を適宜設定した基準位置との差として示している．なお，海底基準点の位置は海底に複数個設置した海底基準局の平均位置である．
エラーバーは，個々の海底基準局について，それぞれの基準位置からの差を求め，そのばらつきの RMS を図示したもの
で，海底基準局間の相対位置関係の決定精度を示す指標である．
■地殻変動量の計算には，気象研究所開発の MICAP-G を使用した．

㪄㩷㪉㪍㩷㪄╙䋱࿑㩷䇸⑔ፉᴒ䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱䊡䊷䊤䉲䉝䊒䊧䊷䊃቟ቯၞ䈮ኻ䈜䉎ㅦᐲ䊔䉪䊃䊦(⿒䋬㤥䈱⍫ශ䈲䋬䈠䉏䈡䉏ᒰᐡᶏᐩၮḰὐ෸䈶ᒰᐡGPSㅪ᷹᷹ⷰὐ䈱ㅦᐲ䊔䉪䊃䊦䉕⴫䈜䋮)
Fig.1 Crustal velocity at the seafloor reference point off Fukushima relative to the stable part of theEurasian plate (red solid arrows show the crustal velocity at the seafloor reference point, andblack solid arrows show the crustal velocity at JCG’s on-land GPS stations).

╙䋲࿑㩷㩷㩷䇸⑔ፉᴒ䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱૏⟎ᄌൻ
Fig.2 Time series of the estimated position of the seafloor reference point off Fukushima((a)relative to Shimosato, (b)relative to the stable part of the Eurasian plate).

㪄㩷㪉㪎㩷㪄╙䋳࿑㩷㩷䇸ችၔᴒ1䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱૏⟎ᄌൻ䋨ਅ㉿࿕ቯ䋩

Fig.3 Time series of the estimeted position of the seafloor reference point off Miyagi 1 relative to Shimosato.

╙䋴࿑㩷㩷䇸ችၔᴒ2䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱૏⟎ᄌൻ䋨ਅ㉿࿕ቯ䋩
Fig.4 Time series of the estimated position of the seafloor reference point off Miyagi 2 relative to Shimosato.

╙䋵࿑㩷㩷㩷㩷ዊ➅䉍㄰䈚࿾㔡䈱ಽᏓ㩿㪈㪐㪏㪋ᐕ䌾㪉㪇㪇㪍ᐕ㪈᦬㪀䈫࿾㔡䈮䉋䉎䈜䈼䉍ಽᏓFig.5 Distribution of small repeating earthquakes(1984-January 2006) and slip distributions of the2003 and 2005 Off Miyagi Prefecture Earthquakes.
䋺ᶏ਄଻቟ᐡ䈱ᶏᐩၮḰὐ(JCG’s seafloor reference points) 䋺ዊ➅䉍㄰䈚࿾㔡䈱ಽᏓ(Distribution of small repeating earthquakes)
䋺M6એ਄䈱࿾㔡䈱㔡Ḯ(Hypocenters (M㻢6))㕍䈱䉮䊮䉺䊷䋺2005ᐕ8᦬16ᣣ䈱࿾㔡䋨M7.2䋩䈮䉋䉎䈜䈼䉍ಽᏓ(Brue contours : Slip distribution of the 2005 Off Miyagi Prefecture Earthquake (M7.2))
䉥䊧䊮䉳䈱䉮䊮䉺䊷䋺2003ᐕ10᦬31ᣣ䈱࿾㔡䋨M6.8䋩䈮䉋䉎䈜䈼䉍ಽᏓ(Orange counters : Slip distribution of the 2003 Off Miyagi Prefecture Earthquake (M6.8))
A䌾G䋺Uchida et al.(2006)ਛ䈪૶↪䈘䉏䈩䈇䉎ዊ➅䉍㄰䈚࿾㔡䈱࿾ၞ䉫䊦䊷䊒
Uchida et al.(2006)䈱࿑䈮ട╩(Retouched a figure of Uchida et al.(2006))(A䌾G: Small repeating earthquake groups used in Uchida et al.(2006))

㪄㩷㪉㪏㩷㪄╙6࿑ 䇸⋧ᮨḧ䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱䊡䊷䊤䉲䉝䊒䊧䊷䊃቟ቯၞ䈮ኻ䈜䉎ㅦᐲ䊔䉪䊃䊦(⿒䋬㤥䈱⍫ශ䈲䋬䈠䉏䈡䉏ᒰᐡᶏᐩၮḰὐ෸䈶ᒰᐡGPSㅪ⛯᷹ⷰὐ䈱ㅦᐲ䊔䉪䊃䊦䉕⴫䈜䋮)
Fig.6 Crustal velocity at the seafloor reference point at Sagami Bay relative to the stable part of theEurasian plate (red solid arrow shows the crustal velocity at the seafloor reference point, andblack solid arrows show the crustal velocity at JCG’s on-land GPS stations).

╙7࿑ 䇸⋧ᮨḧ䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱૏⟎ᄌൻ䋨䋺ṫᵹ᷹ⷰ䋬䋺⥶⿛᷹ⷰ䋩

Fig.7 Time series of the estimated position of the seafloor reference point at Sagami Bay( 䋺Drifting observation䋬 䋺Sailing observation).
(a)relative to Shimosato, (b)relative to the stable part of the Eurasian plate.

㪄㩷㪉㪐㩷㪄╙8࿑ 䇸᧲ᶏᴒ1䇹䇸᧲ᶏᴒ䋲䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱䊡䊷䊤䉲䉝䊒䊧䊷䊃቟ቯၞ䈮ኻ䈜䉎ㅦᐲ䊔䉪䊃䊦
Fig.8 Crustal velocity at the seafloor reference point off Tokai 1 relative to the stable part of the Eurasian plate.
䋺 ᷹ⷰ䈎䉌᳞䉄䈢ㅦᐲ
䋺 Kido et al.(2006)䈱ᢿጀ䊝䊂䊦䈮䉋䉎࿾Ზᄌേ㊂䉕⵬ᱜ䈚䈢ㅦᐲ(Observed crustal velocity)(Crustal velocity corrected by the fault model by Kido et al.(2006))
䋺 ࿖࿯࿾ℂ㒮䈱㔚ሶၮḰὐ䈱ㅦᐲ䊔䉪䊃䊦㐳ᣇᒻ䋺 Kido et al.(2006)䈱ᢿጀ䊝䊂䊦(Crustal velocity at GEONET on-land GPS stations)(rectangle 䋺 Fault model by Kido et al.(2006))
䋺 2004ᐕ♿દඨፉධ᧲ᴒ࿾㔡䈱㔡Ḯ(Hypocenters of the 2004 Southeast Off Kii Peninsula Earthquake)䊏䊮䉪⦡䈱✢䈱㗔ၞ䋺 ᧲ᶏ࿾㔡෸䈶᧲ධᶏ࿾㔡䈱ᗐቯ㔡Ḯၞ(Pink lines : Expected focal area of Tokai and Tonankai earthquake.)╙9࿑ 䇸᧲ᶏᴒ1䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱૏⟎ᄌൻ
Fig.9 Time series of the estimated position of the seafloor reference point off Tokai 1((a)relative to Shimosato, (b)relative to the stable part of the Eurasian plate).
䋺ṫᵹ᷹ⷰ(Drifting observation)䋬

䋺⥶⿛᷹ⷰ(Sailing observation)䋬

䋺Kido et al.(2006)䈱ᢿጀ䊝䊂䊦䈮䉋䉎࿾Ზᄌേ㊂⵬ᱜᓟ(Corrected position by the fault model by Kido et al.(2006))
䋺2004ᐕ9᦬5ᣣ䈱♿દඨፉධ᧲ᴒ࿾㔡䋨M7.4䇮M6.9䋩
(The 2004 Southeast Off Kii Peninsula Earthquake (M7.4 and M6.9))㪄㩷㪊㪇㩷㪄

(a)ਅ㉿䈮ኻ䈜䉎૏⟎ᄌൻ
0.30

᧲⷏ᚑಽ

0.20

South <-> North (m)West <-> East (m)

0.30

0.10
0.00
-0.10
-0.20

-1.5 +/- 0.7 cm/year RMS=4.4cm-1.5 +/- 0.7 cm/year RMS=4.3cm

-0.30
2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

ධർᚑಽ

0.20
0.10
0.00
-0.10
-0.20

-0.6 +/- 0.4 cm/year RMS=2.1cm
0.3 +/- 0.3 cm/year RMS=2.0cm

-0.30
2002

2009

20032004

2005

2006

2007

2008

2009

2008

2009

(b)䊡䊷䊤䉲䉝䊒䊧䊷䊃቟ቯၞ䈮ኻ䈜䉎૏⟎ᄌൻ
0.30

0.30

South <-> North (m)West <-> East (m)

0.40

᧲⷏ᚑಽ

0.20

( )

0.10
0.00
-0.10

-4.5 +/- 0.7 cm/year RMS=4.4cm-4.5 +/- 0.7 cm/year RMS=4.3cm

-0.20
2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

0.20

ධർᚑಽ

0.10
0.00

( )

-0.10
-0.20

0.5 +/- 0.4 cm/year RMS=2.1cm
1.4 +/- 0.3 cm/year RMS=2.0cm

-0.30
2002

2003

2004

2005

2006

╙10࿑ 䇸᧲ᶏᴒ2䇹ᶏᐩၮḰὐ䈱૏⟎ᄌൻ
Fig.10 Time series of the estimated position of the seafloor reference point off Tokai 2((a)relative to Shimosato, (b)relative to the stable part of the Eurasian plate).
䋺ṫᵹ᷹ⷰ(Drifting observation)䋬

䋺⥶⿛᷹ⷰ(Sailing observation)䋬

䋺Kido et al.(2006)䈱ᢿጀ䊝䊂䊦䈮䉋䉎࿾Ზᄌേ㊂⵬ᱜᓟ
(Corrected position by the fault model by Kido et al.(2006))
䋺2004ᐕ9᦬5ᣣ䈱♿દඨፉධ᧲ᴒ࿾㔡䋨M7.4䇮M6.9䋩
(The 2004 Southeast Off Kii Peninsula Earthquake (M7.4 and M6.9))( )䋺᷹ⷰ䊂䊷䉺䈏ዋ䈭䈇⚿ᨐ (Results from a few observed data.)㪄㩷㪊㪈㩷㪄2007㪄㩷㪊㪉㩷㪄