３．１．３

電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明と機構解明データセンター

の運用
目

次

(1)

業務の内容・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・64(a) 業務題目(b) 担当者(c) 業務の目的(d) ６か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 平成１９年度
2) 平成２０年度
3) 平成２１年度
4) 平成２２年度
5) 平成２３年度
6) 平成２４年度(e) 平成２３年度業務目的(2)

平成２３年度の成果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・66(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法及び成果
1) 電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明a) 東北背孤ひずみ集中帯における広帯域 MT 観測b) 庄内平野－新庄盆地周辺域での二次元構造解析c) 米沢測線におけるデータ解析と二次元構造解析d) 比抵抗構造計算サーバの整備e) 日本各地の火山における電磁気観測研究
2) 機構解明データセンターの運用(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定(3)

平成２４年度業務計画案・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・78

63

(1)

業務の内容

(a) 業務題目

電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明と機構解明データセンタ

ーの運用(b) 担当者
所属機関
国立大学法人東京大学

役職

氏名

メールアドレス教授

平田 直

hirata@eri.u-tokyo.ac.jp

同

准教授

上嶋 誠

uyeshima@eri.u-tokyo.ac.jp

同

教授

森田 裕一

morita@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

小河 勉

ogawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

小山 崇夫

tkoyama@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

長谷 英彰

hase@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

相澤 広記

a-zawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同助教

加藤 愛太郎akato@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

蔵下 英司

ekura@eri.u-tokyo.ac.jp

同

助教

中川 茂樹

nakagawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同

特任研究員

山谷 祐介

yamayama@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技官

渡邉 篤志

atsushi@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技官

宮川 幸治

miyakawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技官

芹澤 正人

serizawa@eri.u-tokyo.ac.jp

同

技官

小山 茂

skoyama@eri.u-tokyo.ac.jp

地震研究所(c) 業務の目的
ひ ず み 集 中 帯 形 成 に お い て は 、沈 み 込 む 海 洋 性 プ レ ー ト か ら の 脱 水 に よ っ て 供
給 さ れ た 流 体 が 地 殻 や 上 部 マ ン ト ル に 局 在 し 、そ れ が 弱 体 と な っ て ひ ず み 集 中 をも た ら す と 考 え ら れ る た め 、東 北 地 方 日 本 海 側 の ひ ず み 集 中 帯 に お い て 、東 西 に
横 切 る 測 線 で 地 磁 気 地 電 流 （ マ グ ネ ト テ ル リ ク ： MT)法 に よ っ て 比 抵 抗 構 造 探 査を 行 い 、ひ ず み 集 中 帯 の 地 殻・上 部 マ ン ト ル に 存 在 す る 間 隙 流 体 の 精 密 マ ッ ピ ン
グ に 基 づ い て 、ひ ず み 集 中 帯 の 機 構 解 明 を 図 る と と も に 、ひ ず み 集 中 帯 機 構 解 明のために取得される地震・地殻変動・地球電磁気データを管理・公開するためのデータセンターを運用する。
(d) ６か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 平成１９年度：東北地方日本海側のひずみ集中帯において MT 法に基づく地殻・上部マントルに存在する間隙流体の精密マッピングを行うための比抵抗構造探査装置を整備し、ひずみ集中帯の機構解明を図るために効果的な調査観測測線の検討等を行った。さらにひずみ集中帯機構解明のために取得される地震・地殻変動・地球電磁気データを管理・公開するためのデータサーバを整備し、その管理・公開手法の検討を行った。
2) 平成２０年度：比抵抗構造探査装置 12 台を用いて、秋田県南部および山形県北部（鳥64海山測線）、山形県中部（庄内－新庄測線）、秋田県南部および岩手県南部（岩手宮城測線）を東西に横切る 3 測線で、それぞれ測線長約 50 km 程度の広帯域 MT 法観測を実施し、予察的な比抵抗断面を推定した。機構解明データサーバの運用を開始し、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集をおこない、データベースの構築を開始
した。
3) 平成２１年度：平成 20 年度に引き続き、比 抵 抗 構 造 探 査 装 置 13 台 を 用 い て 山 形
県 北部 周 辺 を 東 西 に 横 切 る 3 測 線 で 観 測 点 間 隔 約 3 ～ 1 0 k m 及 び 総 測 線 長 約 1 8 0 k m
程 度 の 広 帯 域 MT 法 観 測 を 実 施 し 、 比 抵 抗 構 造 を 推 定 し た 。 ま た 、 霧 島 火 山 、 富
士 山 、桜 島 等 で 比 抵 抗 構 造 探 査 や 自 然 電 位 観 測 等 を 実 施 し 、地 下 流 体 の 存 在 や その 流 動 を 検 出 し 、地 殻 活 動 と の 関 連 性 を 調 べ た 。機 構 解 明 デ ー タ サ ー バ を 用 い て 、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続した。
4) 平成２２年度：比抵抗構造探査装置約 10 台を用いて、平成 21 年度に実施した山形県北部、秋田県南部での補充観測を行うとともに、新潟県北部、山形県南部、福島県中部を東西に横切る測線で観測点間隔約 7～10 km 及び測線長約 100 km 程度の広帯域 MT 法観測を実施し、比抵抗構造を推定した。また、霧島火山、桜島、伊豆大島等で比抵抗構造探査や MT
連続観測、自然電位観測、重力観測等を実施し、地下流体の存在やその流動を検出し、地殻活動との関連性を調べた。機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続した。
5) 平成２３年度：平成 22 年度までに取得した秋田県南部、山形県中北部、新潟県北部－
山形県南部－福島県中部を東西に横切る測線や、桜島、霧島山、伊豆大島各火山での MT
法観測データのインバージョン解析を進め、比抵抗構造を推定する。この比抵抗インバー
ジョン解析のために必要な、十分な機能をもった計算サーバを導入する。また、必要に応じて、上記各地での補充観測を実施する。また、三宅島、富士山周辺域等で比抵抗構造探査や自然電位観測等を実施し、地下流体の存在やその流動を検出し、地殻活動との関連性を調べる。また、これまでの成果の普及と関連分野の最新の知見の収集のために、国内外の学会等で研究発表を行う。機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続する。また、データを効率的に流通させるためのデータ利用システムをデータサーバ上に構築する。
6) 平成２４年度：新潟県北部、山形県南部、福島県北部における広帯域 MT 法観測を継続
し、地殻・上部マントルの比抵抗断面を推定する。霧島山などの火山地域において電磁気観測を行い、比抵抗構造、自然電位分布等を明らかにする。また、データセンターの運用を継続する。
(e) 平成２３年度業務目的
平成 22 年度までに取得した秋田県南部、山形県中北部、新潟県北部－山形県南部－福島
県中部を東西に横切る測線や、桜島、霧島山、伊豆大島各火山での MT 法観測データのインバージョン解析を進め、比抵抗構造を推定する。この比抵抗インバージョン解析のために必要な、十分な機能をもった計算サーバを導入する。また、必要に応じて、上記各地での補充観測を実施する。また、三宅島、富士山周辺域等で比抵抗構造探査や自然電位観測等
65を実施し、地下流体の存在やその流動を検出し、地殻活動との関連性を調べる。また、これまでの成果の普及と関連分野の最新の知見の収集のために、国内外の学会等で研究発表を行う。機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項
目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続する。また、データを効率的に流通させるためのデータ利用システムをデータサーバ上に構築する。
(2)

平成２３年度の成果(a) 業務の要約
東北日本海側のひずみ集中帯の地下深部構造を明らかにするため、比抵抗構造探査装置
1 台を用いて、昨年度に実施した新潟県村上市から福島県相馬市に至る米沢測線で補充的
広帯域 MT 法観測を 2 観測点で実施した。昨年度までに電磁場応答関数を推定していた庄内
平野－新庄盆地周辺部における 5 測線、並びにその南側にあたる米沢測線の応答関数から予察的な二次元深部比抵抗構造を求め、島弧に沿う方向の浅部地殻流体分布と地殻活動との関連性を明らかにした。MT 法応答関数の性質から、今後三次元解析を進める必要があるが、この比抵抗三次元インバージョン解析のために必要な、十分な機能をもった計算サー
バを導入した。
また、桜島周辺域における広帯域 MT 法連続観測や、霧島山、富士山周辺域における広帯
域 MT 法観測ならびに広帯域 MT 法連続観測、三宅島における自然電位マッピング観測を行い、火山流体の存在と移動・その変化の検出を図った。
機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目デー
タの収録・収集を行い、データベースの運用を継続した。また、データを効率的に流通させるためのデータ利用システムをデータサーバ上に構築した。
(b) 業務の実施方法及び成果
1) 電磁気学的手法によるひずみ集中帯発生機構解明a) 東北背孤ひずみ集中帯における広帯域 MT 観測
平成 22 年度までに鳥海山を横切る鳥海測線(CHK: 11 観測点)と酒田市から金山町へ至る
酒田測線(SKT：8 観測点）、庄内から新庄へ至る新庄測線(SNJ: 11 観測点)、鶴岡市から尾花沢市に至る鶴岡測線(TRK：9 観測点)、鶴岡市から月山を横切り天童市に至る月山測線(GSS：16 観測点）と新潟県村上市から米沢盆地を経て福島県相馬市に至る米沢測線(YNZ:27
観測点）の 6 測線、全 82 観測点における MT 観測を実施した(図 1、P80)。測定は本計画で整備された Metronix 社製の広帯域 MT 観測装置(ADU-07)と同社製インダクションコイル
(MFS06)のほか、地震研究所や他機関が所有している Phoenix Geophysics 社製広帯域 MT
観測装置(MTU-5)と同社製インダクションコイル(MTC50)をあわせて使用し、電場 2 成分、
磁場 3 成分の測定を行った。
平成 22 年度においては、それまでに測定されたデータを用い、各測線ごとの MT 周波数応答関数（インピーダンステンソル）から予察的な二次元構造解析を行っていた。まず、庄内平野・新庄盆地周辺域の 5 測線（CHK、SKT、SNJ、TRO、GSS）の構造解析からは、庄内東縁断層が分布する領域から東に落ちる低比抵抗帯が見出されたほか 1),2) 、月山の火山活66

動との関連性が指摘される月山周辺直下から東に傾き落ちるように位置している低比抵抗帯が見出された。しかし、昨年度の構造解析においては、10 秒以下の短周期側データのみ
を用い、その周波数帯域の二次元 regional strike の方向をインバージョン解析の際の二次元走向として用いていたため、深部構造の信頼度は低かった。そのため、本年度は深部
比 抵 抗 構 造 の 信 頼 度 を 上 げ る こ と を 目 的 と し て 、 周 期 10 秒 よ り 長 周 期 側 の デ ー タ か らphase tensor 解析 3) を用いて二次元 regional strike の走向を決定し、その走向に回転した全周波数 MT 応答関数を用いて深部に至る二次元構造を再決定した。一方、米沢測線においては、昨年度における解析の結果から島弧中軸部において深部から上昇するかのように存 在 す る 低 比 抵 抗 域 が 認 め ら れ て い た が 、 こ の 低 比 抵 抗 域 の 直 上 2 観 測 点 (YNZ160 とYNZ180)のデータ精度が悪く、二次元構造の推定の際にその 2 観測点のデータを用いることができなかった。これらの観測点は島弧中軸部に見出された低比抵抗帯の分布を決定付ける重要な場所に位置しており、観測点データの有無が比抵抗構造解析に大きな影響を与えると判断し、本年度に MT 観測の再測を行うとともに再測データを含めた二次元構造解析を行った。
b) 庄内平野－新庄盆地周辺域での二次元構造解析
平成 22 年度までに測定された庄内平野－新庄盆地周辺域での 5 測線上の観測データを用
いて MT 周波数応答関数（インピーダンステンソル）から、二次元構造解析を行った。MT
周波数応答関数の推定では、汎用の周波数応答関数ロバスト推定アルゴリズム 4) を用い、観測点固有の磁場ノイズや電磁場間に相関のあるノイズが存在することによるバイアスを軽減するため、リモートリファレンス処理 5) を行った。
構造を求める第 1 ステップとして、二次元性の吟味と regional strike 方向を決定する
ための phase tensor 解析を、各測線について行った。本年度は長周期側に合わせた二次元構造の解析を行うため、二次元 regional strike の走向決定に 10 秒以上の長周期データを用いた。結果は図 1(P80)の左側に示す。各測線の走向は、N22.5°E から N32.5°E に決定され、いずれの測線においても、概ね観測点配置の列に直交する方向となった(図 1、P80)。
これらの走向に回転させたインピーダンステンソル(見かけ比抵抗、位相)を CHK、SKT、SNJ、
TRK、GSS 測線の順に、図 2～7(P81～P86)に示す。次に測線ごとの二次元比抵抗構造を推定するために、表層不均質の影響による static shift（見かけ比抵抗曲線が周期特性を変えずに上下に移動する）効果を考慮に入れた ABIC 二次元インバージョンコード 6) を用いて解析を行った。インバージョンでは、TM モードデータのみを用いている。得られた二次元比
抵抗構造断面図ならびに比抵抗構造モデルの探査曲線を図 8～12(P86～P90)に示す。各図において、(a)に二次元構造を示し、(b)に観測値と(a)の構造に基づく理論値との比較を示している。
昨年度の解析ではデータへのフィッティングがよくなかった CHK 測線については、本年度の解析で改善が見られ観測値と調和的な構造を得ることができ、鳥海山の直下の海抜-5km 付近に低比抵抗層が位置していることが見出された。また TRK、GSS 測線では庄内平野
内の海抜-5 km 付近までに低比抵抗層は認められないが、SKT、SNJ 測線では庄内平野内の
海抜-5 km 付近までに特徴的な東落ちの低比抵抗層が共通して認められた。この CHK から
SNJ 測線にみられる低比抵抗層がおおよそ南北方向につながって存在している場合、ちょ67うど庄内平野東縁断層帯に沿って分布していることになる。しかし、その形状にやや相違があり、南北方向のつながりを定量的に評価するためには三次元構造解析が必要である。
c) 米沢測線におけるデータ解析と二次元構造解析b)で述べたデータ解析手順に従い、今年度再測定した YNZ160 と YNZ180 の MT 周波数応答関数を求めた。図 13(P91)に求めた YNZ160 と YNZ180 の MT 探査曲線を示す。100 Hz から高周波側は周辺ノイズの影響により良好なデータが得られず位相に大きな誤差が見られるが、数 100 Hz から 2 千秒程度まで滑らかで誤差の小さい良好な探査曲線が推定されている。次に再測定データを含めた 24 観測点のデータ用い、b)に同じく static shift 効果を考慮に入れた ABIC 二次元インバージョンコード 6) を用いて構造を推定した。解析には、b)と同じ
く TM モードデータを用いている。推定された構造（図 14、P91,92）は、昨年の結果と同様に、島弧中軸部、背弧側に深部から上昇しているかのような低比抵抗帯がみられるが、その形状や比抵抗値に若干の相違が認められる。
d) 比抵抗構造計算サーバの整備
MT 法観測で得られるデータの構造解析は、従来二次元構造を仮定したインバージョンによる推定が主流であったが、本来三次元的な構造を成している地域では、二次元の仮定を満足するためのデータの除外や、深度によって走向が異なる場合に解釈が困難になるなどの問題があった。図 15(P92)に東北地域で観測されたインダクションベクトルの実部（85秒）の分布を示す。インダクションベクトルの実部は、一般的に比抵抗境界の低比抵抗側を指し、比抵抗のコントラストが大きいほど大きさが大きくなる性質があるが、この地域のインダクションベクトルは、特に庄内平野南縁域において大きな北向き成分をもつ、この向きは、MT インピーダンスから推定される二次元構造の走向（図 1、P80）とほぼ平行の方向に構造の変化があることを示しており、二次元構造の仮定は適さないと考えられる。
また、b)のところで述べたように、推定される走向は周期帯（すなわち深度）によって異なり、このことからも二次元解析に問題があることがわかる。近年、計算コードや計算機の発展により、三次元インバージョンが費用および時間コストの上で実用的になって来ていることから、これらの問題を解決するために、MT データのインピーダンス及びインダク
ションベクトルを入力できる三次元インバージョン解析の計算環境を整備した。
以下に計算サーバの概要を述べる。CPU は Intel Xeon X5690 (3.46 GHz) を 2 基搭載し、12 コア、24 スレッドの並列計算が可能である。グラフィックボードには NVIDIA Tesla C2070を採用し、GPU 計算にも対応した。主メモリーは三次元データに十分対応出来るよう 96 GBとした。ストレージは、システム用として 600 GB の SAS ドライブ 1 系統、データ格納および作業用に 2 TB の SATA ドライブ 2 系統を搭載し、それぞれ RAID 1 によるミラーリングを設定し耐障害性の向上を図った。OS は Ubuntu 11.04（64bit Desktop 版）とし、開発環境
として Intel Cluster Studio Linux 版をインストールした。これにより、C++及び FORTRAN
による MPI、OpenMP を用いたマルチコア並列計算が可能である。また、可視化プログラム
として、GMT 4、DISLIN、gnuplot 等をインストールした。
三次元インバージョンコードとして WSINV3DMT 7) を使用した北海道・石狩低地帯地域での計算の例を示す。図 16(P93)は、計算に使用したグリッドで、周辺の海底地形を考慮し68ている。海の深さ分布を与え、比抵抗を 0.3 Ωm に固定してインバージョンを行った。入力データは図 17(P94)に示すように、従来主に使用されているインピーダンステンソルの非対角成分に加え、対角成分も使用した。図 18(P95)は、現時点での最適モデルである。
なお、WSINV3DMT-VTF バージョン 8) では、インピーダンス 4 成分に加え、インダクション
ベクトルを入力として扱うことができるため、今後それらのデータを使用することでより拘束の強い比抵抗構造モデルを推定することができると期待される。
e) 日本各地の火山における電磁気観測研究ⅰ) 桜島火山周辺域における広帯域 MT 法連続観測2010 年 2 月中旬から 7 月初旬にかけて、本プロジェクトで新たに導入した Metronix 社
製の ADU-07 を用い 6 観測点で広帯域 MT 連続観測を実施した 9) 。平成 23 年度からはさらに長期的な変動を見るために 2 観測点で連続観測を再開した。図 19a、19b(P96)に示すように、MT インピーダンスの短周期成分(300～1 Hz)に時間変動が認められるが、Zxy、 Zyxの変化の傾向は大きく異なり、観測点直下が均一に変化しているのではないことを示している。当時とは観測点の場所が異なるが、この特徴は 2008～2009 年に報告されていた変化
10)とは異なる。
また、長期にわたって取得したデータを多数スタックすることにより、桜島地域でも、約 1000 秒の長周期に至るまで高精度のインピーダンスが推定し得ることを確認した(図 20,
図 21、P97)。こうして、桜島においても深部（～20 km）三次元比抵抗構造推定を行う目処がついた。
ⅱ) 霧島火山周辺域における MT 構造探査・広帯域 MT 法連続観測2010 年 7 月下旬から 9 月上旬にかけて全 17 点の面的観測によって霧島新燃岳周辺において広帯域 MT 比抵抗構造探査を行っていたが、その後 2011 年 1 月 26 日に準プリニー式噴火が発生、その後も噴火活動が続いたのを受け、2011 年 3 月上旬から 4 月中旬にかけて全12 点において追加観測を実施した 11) 。この一連の観測によって決定された全インダクショ
ンベクトルの空間分布を見ると、短周期側では新燃岳の方向を向くが、長周期側では新燃岳北西～西側を向いているため（図 22、P98）、浅部の低比抵抗体は新燃岳下にあるが、深部の低比抵抗体はそれより西側にあることが示唆される。また、見かけ比抵抗分布を見ると、短周期側で新燃岳西側に顕著な低見かけ比抵抗の領域がある。長周期側にも続いているがあまり明瞭ではなくなる（図 23、P98）。インダクションベクトルの分布とあまり良い一致を示していないため、この見かけ比抵抗の空間分布は浅部不均質構造に支配されている可能性が高く、比抵抗構造の解析には、スタティックシフト補正も含めた三次元解析が必要である。
新燃岳から北北西に 5 km 離れた硫黄山北観測点において、2011 年 3 月上旬より広帯域
MT 法連続観測を継続している 11) 。FOMA 通信により東京から遠隔で測定状況を把握しているが、通信速度不足によりデータ全てを東京に転送することはできない。そのため、1～2
か月に 1 度の頻度で、メンテナンスを兼ねて現地でデータ回収を行っている。ローカルな
人工ノイズの影響を小さくするため柿岡地磁気観測所の 1 Hz データ、および桜島持木観測点の 32 Hz、1024 Hz データを用いたリモートリファレンス処理 5) を行い、汎用周波数応答69

関数ロバスト推定コード 6) を適用し、200～0.001 Hz のインピーダンスを 1 日ごとに推定した。2012 年 1 月までのところ異常値を除くとインピーダンスの時間変化は見掛け比抵抗で±5 ％、位相で±1°程度である。これを上回る顕著な変化はこれまでのところ見られな
いが、2011 年 10 月前後から 1.25 Hz の見掛け比抵抗の若干の上昇が見られる(図 24、P98)。
これは GPS により山体の膨張が停止した時期に概ね一致している。一次元成層構造を仮定
した Occam inversion 12) によると、1.25 Hz は深さ数 100 m に存在する粘土層の下部に対応する。一つの可能性として、マグマ結晶化により揮発性成分が放出され、観測点下が高温化し、粘土鉱物の比率が相対的に減少していることを示しているのかもしれない。
ⅲ) 伊豆大島火山における MT 構造探査2010 年 12 月下旬～2011 年 2 月上旬にかけ、伊豆大島全島を対象として、全 20 点における面的観測によって広帯域 MT 比抵抗構造探査を実施した。
インダクションベクトルの方向は不ぞろいではあるものの、おおむね島中心を向いている。長周期側では島周囲の点では、海の方向を向く傾向にあり（図 25、P99）、今後海底地形の影響も考慮した三次元解析が必要となる。見かけ比抵抗分布を見ると、島の中心部は周期によらず低見かけ比抵抗を示しており、また深部では 0.1 Ωm のオーダーと非常に低比抵抗になる（図 26、P99）。伊豆大島においては、見かけ比抵抗分布とインダクションベ
クトル分布とは、全般的に調和的な傾向を示している。
ⅳ) 三宅島火山における自然電位観測
三宅島 2000 年噴火前の 1991、1995、1996 年には、三宅島全島での自然電位マッピングが行われ、顕著な W 型自然電位異常が安定して存在していたことが確認された 13) 。海岸線付近の電位を 0 mV として、高度を上げるに従って、標高約 500 m 程度のところで-500～-600mV に落ち込み、さらに（現在はカルデラとなっている）雄山山頂へ向かうと 0～100 mV に上昇した。この W 型自然電位異常は、従来、通常流れに伴って正の電荷が運ばれる界面動電現象を介して、地下水の斜面に沿う水流と山頂での噴気活動を伴う熱水対流による上昇流との重ね合わせで説明できると議論されてきた 13) が、地下水流動と界面動電現象の理論計算から、変質帯ないしは熱水帯の低比抵抗帯が山体内下部の正の電位を持ち上げる効果を考慮する必要性が指摘されるようになった 14) 。
三宅島では、1997 年から 2000 年の全島避難の期間まで、島内通信回線を用いた長基線
地電位差観測を実施していた。その中で、海岸線近くの大露池（アカコッコ館）を基準として標高約 400 m の村営牧場の電位を連続的にモニターしていた。村営牧場観測点は上記の W 型異常を反映して、噴火前はほぼ-400 mV の電位を維持していた。その負の電位は、
2000 年 6 月末の最初のマグマ貫入、7 月 8 日のカルデラ形成、さらに、その後引き続いて起こった数回の山頂噴火でも大きな変化は無く、8 月 18 日の大噴火の時に約 2 時間で 150 mV
上昇し、-250 mV になり、その電位レベルは、観測が途絶える 9 月まで維持されていた 15) 。
この電位変化の確からしさを検証するため、2001 年 8 月、2005 年 3 月に島南西部の富賀神社からカルデラ壁（気象庁火口カメラ）に至る南測線（図 27、P99）、ならびに、島北部の下根崎からカルデラ壁（すおう穴）に至る北測線（図 27、P99）でそれぞれ自然電位マ
ッピングを行った。その結果、南北測線とも標高 300～600 m に至る負異常の極値をとって70

いたところで電位の上昇が認められ、上記の長基線観測の変化が実証されたほか、2005 年に至ってもその自然電位分布の変化が継続していたことが明らかとなった。このため、さらに 2005 年当時から SO 2 ガスの噴出量が減少し、表面現象からは火山活動が衰退したと考えられる現在において噴火以前の深い W 型電位分布が回復されているかどうかを検証する
ため、2011 年 9 月に南測線、2011 月 12 月に北測線での自然電位マッピングを実施した。
その結果、標高 300～600 m に至る負異常地域で、2005 年当時よりさらに電位が上昇傾向にあることが判明した（図 28、P100）。これは、三宅島においては、大局的な熱水対流系の変化、ないしは、比抵抗構造の変化が、噴火後 10 年余りたっても継続していることを示
唆する。この自然電位変化を、熱水対流系の変化で説明したとすると、2005 年当時に比べてより熱水対流が広域的に活発化したことになり、明らかに表面火山現象とは矛盾する。
比抵抗構造変化の可能性を探る等、今後の検討が必要である。
ⅴ) 富士山における MT 構造探査・広帯域 MT 法連続観測2011 年 3 月 15 日に富士山直下で M6.4 の地震が発生したことを受け、震源域を中心として広帯域 MT 探査を展開した(図 29、P100)。この調査に先立つ 2009 年には 70 点の稠密 AMT
観測により富士山浅部(深さ 2 km まで)の比抵抗構造が推定されており、富士山直下地震の浅部延長は周辺よりやや低比抵抗領域であることが明らかになっている 16) 。今回の広帯域MT 調査の狙いは、この浅部低比抵抗領域が震源域と連続しているかを明らかにし、誘発地
震のメカニズムを推定することである。なお観測点数は 25 点であり、そのうち 20 点は 2009
年度の AMT 観測と測定場所を共通としてある。広帯域 MT 調査は 2011 年 6 月から 12 月まで行った。富士山は直流電車に囲まれ劣悪なノイズ環境のため、1 観測点あたり約 1 か月間
データを取得し、夜間のレスポンスをスタックすることにより 10 kHz から 1000 秒まで、
比抵抗構造解析に耐えるインピーダンスを推定することができた(図 30、P101)。得られたデータの傾向(図 31、P102)から以下のことが示唆される。(1) 表層から高比抵抗－低比抵
抗－高比抵抗の 3 層構造である。(2) 周期 100 秒程度のデータを見ると、さらに下部は三次元性が強い。(3) 富士山西側の富士川河口断層帯は低比抵抗である。
また、2011 年 6 月からは富士山直下地震震源域近傍で広帯域 MT 連続観測を開始した。
2011 年 12 月現在までのところ 2011 年 6 月を基準として 5 ％程度の見掛け比抵抗の単調増加傾向が見られている。
2) 機構解明データセンターの運用
昨年度に引き続き、地震、地球電磁気、地殻変動データを各研究グループから収集し、データベースの構築を実施した（表 1、P80，図 32、P103）。データの収集は、小型の可搬型固定ディスク装置に格納したデータを各研究グループから機構解明データセンターに宅配便等で送付することにより行った。機構解明データセンターでは、届いたデータをデー
タ蓄積装置に展開・保存した。各データのフォーマットについては、昨年度と同様に次の方針に従った。(1)地震の連続波形データ及びイベント波形データは、日本の地震波形デー
タ流通において事実上の標準フォーマットである WIN フォーマット 17) に統一した。検測データ及び震源データも WIN システム 18) で利用する形式に統一した。(2)地球電磁気データについては、データ流通の標準フォーマットはないため、比抵抗構造探査装置等データ観
71

測装置固有のバイナリフォーマットを用いることとした。(3)地殻変動データのうち火山湖の温度・水位についてはテキストファイル形式、GPS データについてはバイナリフォーマットを用いることとした。
収集したデータの種類や量（例えば、地震波形データの場合は収集したデータの期間）、観測点一覧の情報更新を行った。さらに、機構解明データセンターに集約管理されたデー
タに関する利用の申請および照会を効率的に実施できるデータ利用システムの作成を行った。上記のデータ利用システムは、管理機能とデータ利用申請機能から構成される。すべての操作は基本的に WEB から行うことができる（図 33、P103）。本システムには、管理者としてシステム全体の管理運営を行う者と観測機関毎の担当者を置いている。
データ利用者は、まずユーザ登録を行い、研究テーマと利用希望データを申請する（図34, 図 35、P104）。その申請が認められてからデータを利用者に提供する。データ利用申請は、管理者へその申請が自動的に回付される。データ利用申請を回付された観測機関の担当者（管理者）は、その申請に対してデータ利用の諾否や条件、理由等を WEB で回答する（図 36，図 37、P105）。その回答は、管理者へ自動的に回付される。観測機関の担当者
からの回答が出そろった時点で、データ利用者に対して結果の通知と具体的なデータ受け
渡しについての連絡を電子メールにて行う。
観測データは、種類、種類の詳細、観測機関、観測地域や観測時期等の項目について管理を行うことができる（図 36、P105）。また、データの追加や修正、削除があったときにも、容易に対応可能である。
(c) 結論ならびに今後の課題
東北日本海側のひずみ集中帯の地下深部構造を明らかにするため、比抵抗構造探査装置
約 10 台を用いて、庄内平野－新庄盆地周辺部での 5 測線（鳥海、酒田、新庄、鶴岡、月山
各測線）、その南側にあたる新潟県村上市から福島県相馬市に至る米沢測線で、観測点間隔
約 5～10 km の広帯域 MT 法観測を実施してきた。庄内平野－新庄盆地周辺部における 5 測線の応答関数から二次元比抵抗構造を求め、島弧に沿う方向の地殻流体分布と火山や活断層、微小地震の分布などの地殻活動特性との関連性を明らかにした。米沢測線については、
昨年度の観測の補充として、低比抵抗帯直上にあたり昨年度の観測では十分な品質が得られていなかった 2 観測点で広帯域 MT 法観測を実施した。今年度に得られたデータをあわせて二次元解析を行うことにより、100 km 程度までの深部構造が明らかとなり、島孤中軸部や背孤側に深部から立ち上がる低比抵抗帯の存在が再確認された。昨年度において今後の課題として、三次元インバージョンを行って本観測地域の三次元的比抵抗分布イメージを確立することがあげられていたため、本年度において三次元構造解析を行うに十分な機能をもった比抵抗構造計算サーバを整備した。三次元構造解析を推進すると共に、地震波速度構造との対照から地殻内流体の存在様式を明らかにし、庄内東縁断層系をはじめとする地域の地殻変動メカニズムを探っていきたい。
今年度までに実施した桜島、霧島山、富士山、伊豆大島の火山周辺域における広帯域 MT
法観測データの解析を進め、構造解析に必要な MT 応答関数の空間分布を推定した。また、活発な活動が継続している桜島、2011 年 1 月 26 日に準プリニー式噴火を開始した霧島山（新燃岳）、2011 年 3 月 15 日に直下で M6.4 の東北太平洋沖地震の誘発地震が発生した富72

士山において広帯域 MT 法連続観測を実施し、三宅島において自然電位の測定を行い、火山
流体の存在と移動及びその変化の検出を図った。今 後 は 、 自 然 電 位 や 比 抵 抗 な ど の 電
磁 気 学 的 情 報 、 重 力 や GPS な ど の 測 地 学 的 情 報 、 地 球 化 学 的 情 報 な ど を 併 せ る こと で 、総 合 的 に 火 山 流 体 流 動 の 実 態 解 明 を 図 り 、火 山 活 動 と の 関 連 性 を 明 ら か にしていきたい。
機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目デー
タの収録・収集をおこない、データベースを構築した。また、サーバ上にホームページを開設し観測研究情報の公開にむけての準備を行った。今後は、データ利用者が使いやすい
データ公開の方法について更に検討を加える。
(d) 引用文献
1) 市原寛, 上嶋誠, 坂中伸也, 小河勉, 三品正明, 小川康雄, 西谷忠師, 山谷祐介, 渡邊篤志, 森田裕一, 吉村令慧, 臼井嘉哉:日本海東縁ひずみ集中帯（庄内—新庄地域）の比
抵抗構造イメージング, 月刊地球, Vol. 32, pp. 417-424, 2010.
2) Ichihara, H., Uyeshima, M., Sakanaka, S., Ogawa, T., Mishina, M., Ogawa, Y.,
Nishitani, T., Yamaya, Y., Watanabe, A., Morita, Y., Yoshimura, R. and Usui, Y.: A
fault-zone conductor beneath a compressional inversion zone, northeastern Honshu,
Japan, Geophys. Res. Lett., , Vol. 38, L09301, doi:10.1029/2011GL047382, 2011.
3) Caldwell, T. G., Bibby, H.M. and Brown, C.: The magnetotelluric phase tensor,
Geophys. J. Int., Vol. 158, pp. 457–469, 2004.
4) Chave, A. D. and Thomson, D. J.: Bounded influence magnetotelluric response
function estimation, Geophysical Journal International, Vol. 157, pp. 988–1006,
2004.
5) Gamble, T. D., Clarke, J. and Goubau, W. M.: Magnetotellurics with a remote magnetic
reference, Geophysics, Vol.44, pp. 53–68, 1979.
6) Ogawa, Y. and Uchida, T.: A two-dimensional magnetotelluric inversion assuming
Gaussian static shift, Geophys. J. Int., Vol. 126, pp. 69–76, 1996.
7) Siripunvaraporn, W., G. Egbert, Y. Lenbury and M. Uyeshima: Three-dimensional
magnetotelluric inversion: data-space method, Physics of the Earth and Planetary
Interiors, Vol. 150, pp. 3-14, 2005.
8) Siripunvaraporn, W. and G. Egbert: WSINV3DMT: Vertical magnetic field transfer
function inversion and parallel implementation, Physics of the Earth and Planetary
Interiors, Vol. 173, pp. 317-329, 2009.
9) 相澤広記，小山崇夫，長谷英彰，上嶋誠：MT連続観測による桜島地下浅部の比抵抗変化（2），地震及び火山噴火予知観測研究計画報告書「桜島火山における多項目観測に基づく
火山噴火準備過程解明のための研究」, pp. 61–66, 2011.
10) Aizawa, K., W. Kanda, Y. Ogawa, M. Iguchi, A. Yokoo, H. Yakiwara and T. Sugano:Temporal Changes in Electrical Resistivity at Sakurajima Volcano from Continuous
Magnetotelluric Observations, Journal of Volcanology and Geothermal Research, Vol.
199, pp. 165-175. doi:10.1016/j.jvolgeores.2010.11.003, 2011.
7311) 相澤広記，小山崇夫，長谷英彰，上嶋誠，橋本武志，神田径，小川康雄，宇津木充，
吉 村 令 慧 ， 観 測 紹 介 (霧 島 山 広 帯 域 MT観 測 )， 物 理 探 査 ニ ュ ー ス レ タ ー No.12, pp. 1-2,
2011.
12) Constable, S.C., R.L. Parker, and C.G. Constable: OCCAMS INVERSION - A practicalalgorithm for generating smooth models from electromagnetic sounding data,
Geophysics, Vol. 52, pp. 289-300, 1987.
13) Sasai, Y., J. Zlotnicki, Y. Nishida, P. Yvetot, P. Morat, H. Murakami, Y. Tanaka,
Y. Ishikawa, S. Koyama, W. Sekiguchi: Electromagnetic monitoring of Miyake-jima
volcano, Izu-Bonin Arc, Japan: A preliminary report, Journal of Geomagetism andGeoelectricity, Vol. 49, pp. 1293-1316, 1997.
14) Ishido, T.: Electrokinetic mechanism for the "W"-shaped self-potential profileon volcanoes, Geophysical Research Letters, Vol. 31, L15616, doi:10.1029/GL020409,
2004.
15) Sasai, Y., M. Uyeshima, J. Zlotnicki, H. Utada, T. Kagiyama, T. Hashimoto and
Y. Takahashi: Magnetic and electric field observations during the 2000 activity of
Miyake-jima volcano, Central Japan, Earth and Planetary Science Letters, Vol. 203,
pp. 769-777, 2002.
16) 相澤広記，小川康雄，石戸恒雄：富士山内部の水の流れを地表の電気の流れから探る，財団法人山田科学振興財団事業報告書, No.34, pp. 60-63, 2011.
17) 卜部卓: 多チャンネル地震波形データのための共通フォーマットの提案, 地震学会講演予稿集, No.2, P24, 1994.
18) 卜 部 卓 , 束 田 進 也 : win－ 微 小 地 震 観 測 網 波 形 験 測 支 援 の た め の ワ ー ク ス テ ー シ ョン・プログラム（強化版）, 地震学会講演予稿集, No.2, P41, 1992.
(e) 成果の論文発表・口頭発表等
著者

題名

発表先

発表年月日

相澤広記，角野浩史，大野正

富士山の帯水層に含ま千葉市幕張（日本

平成 23 年 5夫，小川康雄，高橋正明

れる揮発性成分と地下

地球惑星科学連

月

水流動（ポスター）合 2011 年大会）

相澤広記，小山崇夫，長谷英MT連続観測による桜島

千葉市幕張（日本

平成 23 年 5彰，上嶋誠

火山浅部の比抵抗変化

地球惑星科学連月(2010年2月～7月)（口合 2011 年大会）

頭）
長谷英彰，坂中伸也，小山崇

広帯域MT観測から推定

千葉市幕張（日本

平成 23 年 5夫，上嶋誠，渡邉篤志，宮川

される南東北地方の比

地球惑星科学連

月幸治，芹澤正人，小山茂，山抵抗構造（ポスター）

合 2011 年大会）

畑真紀，大志万直人，吉村令

沈み込み帯での流体の千葉市幕張（日本

平成 23 年 5慧，上嶋誠

移動と部分溶融：地球惑星科学連

月

谷祐介

74

Network-MT法データに合 2011 年大会）

よる広域比抵抗イメー
ジング（口頭）小山崇夫，上嶋誠，長谷英彰， 2010 年、2011 年霧島

千葉市幕張（日本

平成 23 年 5相澤広記，菅野貴之，渡邉篤

山広帯域ＭＴ探査（序地球惑星科学連

月志，宮川幸治，前原祐樹，橋報）（ポスター）合 2011 年大会）

霧島新燃岳2011年噴火

千葉市幕張（日本

平成 23 年 5前の全磁力変化につい

地球惑星科学連

月て（ポスター）合 2011 年大会）

本武志，山谷祐介，八神樹，
市來雅啓，神田径，鍵山恒臣，
宇津木充，吉村令慧，山崎健
一，小松信太郎
上嶋誠，小山崇夫，鍵山恒臣

山谷祐介，茂木透，本多亮， 石狩低地東縁断層帯周

千葉市幕張（日本

平成 23 年 5長谷英彰，鈴木敦生，橋本武

地球惑星科学連

月

辺の比抵抗構造(2)志合 2011 年大会）

Hase, H., S. Sakanaka, A.

Resistivity imaging

オーストラリ

平成 23 年

Aizawa, T. Koyama, T.

across the tectonic

ア・メルボルン

6-7 月

Ogawa, M. Uyeshima, H.

zone in the western（IUGG General

Ichihara, Y. Yamaya, S.

part of Tohoku region

Assembly 2011）

Takakura and T. Nishitani(口頭)

Hase, H. and M. Uyeshima

Hydrothermal system

オーストラリ

平成 23 年

beneath Tarumae

ア・メルボルン

6-7 月

volcano Japan as（IUGG Generalinferred from

Assembly 2011）

numerical simulations(ポスター)
Yamaya, Y., T. Mogi, H.

Resistivity imaging

オーストラリ

平成 23 年

Hase, R. Honda, T.

by Magnetotelluric

ア・メルボルン

6-7 月

Hashimoto and A. Suzuki

method in（IUGG General

Ishikari-teichi-toen

Assembly 2011）

fault zone
相澤広記，小山崇夫，長谷英MT連続観測による霧島

北海道旭川市(日平成 23 年

彰，上嶋誠，橋本武志，宇津硫黄山北の比抵抗変化

本火山学会秋季

10 月

木充，吉村令慧，神田径，小

（口頭）

大会)

長谷英彰，坂中伸也，小山崇

広帯域MT観測から推定

北海道旭川市(日平成 23 年

夫，上嶋誠，渡邉篤志，宮川

される南東北地方のMT

本火山学会秋季

10 月

幸治，芹澤正人，小山茂，山構造 (ポスター)

大会)

川康雄

75

谷裕介
長谷英彰，上嶋誠

自然電位シミュレーシ

北海道旭川市(日平成 23 年ョンによる樽前山の熱本火山学会秋季

10 月

水系（ポ）

大会)

畑真紀，大志万直人，吉村令

沈み込み帯での流体の北海道旭川市(日平成 23 年

慧，田中良和，上嶋誠

移動と部分溶融：本火山学会秋季

10 月

Network-MT法データに大会)よる広域比抵抗イメー
ジング（ポスター）
小山崇夫，上嶋誠，長谷英彰， 霧島新燃岳周辺におけ北海道旭川市(日平成 23 年

相澤広記，山谷祐介，菅野貴

る広帯域 MT 観測 （ポ

本火山学会秋季

10 月

之，渡邉篤志，宮川幸治，前

スター）

大会)

原祐樹，橋本武志，八神樹，
神田径，小川康雄，鍵山恒臣，
宇津木充，吉村令慧，山崎健
一，小松信太郎
上嶋誠，小河勉，小山崇夫， 伊豆大島における広帯

北海道旭川市(日平成23年10

長谷英彰，相澤広記，宮川幸

本火山学会2011

月

域MT観測（ポスター）

治，阿部英二，長竹宏之，前年度秋季大会)

原祐樹，坂下至功，森田裕一，
高倉伸一，神田径，ボーンチャイスク・ソングフン，ハートコーン・オリバー，小川康雄
山谷祐介，笹井洋一，竹内昭

MT 法探査によるフィ

北海道旭川市(日平成23年10

洋，茂木透，P. Alanis、J.

リピン・タール火山の本火山学会2011月

Cordon Jr. ，橋本武志，長比抵抗構造（口頭）

年度秋季大会)

インピーダンステンソ

神戸大学（地球電平成23年11ルを用いた電磁場時系

磁気・地球惑星圏

月

列データのインダクシ学会2011年秋学

尾年恭長谷英彰，上嶋誠

ョン効果の推定（口頭） 会）
長谷英彰，小山崇夫，上嶋誠、 東北地方太平洋沖地震

神戸大学（地球電平成23年11

山谷祐介，小河勉，市來雅啓

前後の見掛け比抵抗な

磁気・地球惑星圏

月

らびに電磁場時系列デ学会2011年秋学ータ（ポスター）会）

畑真紀，大志万直人，吉村令Network-MT 法データ

神戸大学（地球電平成23年11慧，田中良和，上嶋誠による九州地方の広域

磁気・地球惑星圏

月

比抵抗構造の推定（2） 学会2011年秋学76

‐沈み込み帯での火山会）

形成イメージング‐（口頭）
Honda, R., Y. Yamaya, H.

Resistivity Structure

神戸大学（地球電平成23年11

Ichihara, T. Mogi, M.

under the Kutcharo

磁気・地球惑星圏

月

Uyeshima, M. Nakagawa

Caldera and the

学会2011年秋学Geophysically会）

Observed Volcanic
activities（口頭）上嶋誠，山口覚，村上英記， 濃尾地震断層周辺にお神戸大学（地球電平成23年11

丹保俊哉，吉村令慧，市原寛， けるネットワークMT観

磁気・地球惑星圏

月

小村健太朗

測について（序報）（ポ学会2011年秋学

スター）

会）

山谷祐介，笹井洋一，竹内昭

フィリピン・タール火神戸大学（地球電平成23年11洋，茂木透，P. Alanis，J.

山におけるMT法比抵抗

磁気・地球惑星圏

月

Cordon Jr，橋本武志，長尾

構造探査（口頭）学会2011年秋学

年恭長谷英彰，上嶋誠会）
自然電位数値シミュレ

鹿児島県指宿市

平成23年11

ーションから推定され(日本地熱学会平月

た樽前山の熱水系 (ポ

成23年学術講演スター)会)

相澤広記，山崎健一，小山崇

空気振動到来による観東京大学地震研

平成23年12

夫，長谷英彰，上嶋誠，横尾

測点極近傍の電磁場変

究所

月

亮彦

動：桜島爆発の観測例(Conductivity（口頭）

Anomaly研究会)

長谷英彰，小山崇夫，上嶋誠， 東北地方太平洋沖地震

東京大学地震研

平成23年12

山谷裕介，小河勉，市來雅啓

前後の電磁場変動－周究所

月

波数応答関数を用いた(Conductivity

データ解析について－

Anomaly研究会)（口頭）
畑真紀，大志万直人，吉村令Network-MT法データに

東京大学地震研

平成23年12

慧，田中良和，上嶋誠，九州

よる九州地方の広域比究所

月地域Network-MT研究グルー

抵抗構造の推定（3）‐(Conductivity

プ

沈み込み帯での火山形

Anomaly研究会)

成イメージング‐（口頭）山谷祐介，茂木透，長谷英彰， ひずみ集中帯・石狩低東京大学地震研

平成 23 年

本多亮，橋本武志，鈴木敦生

地帯地域の比抵抗構造

究所

12 月

（口頭）

(Conductivity
77

Anomaly 研究会)
相澤広記，小山崇夫，長谷英MT連続観測による桜島

地震及び火山噴彰，上嶋誠

地下浅部の比抵抗変化

火予知観測研究（2）

計画報告書「桜島平成23年

火山における多項目観測に基づく火山噴火準備
過程解明のための研究」, pp.
61-66.
相澤広記，小山崇夫，長谷英

観測紹介(霧島山広帯

物理探査ニュー

彰，上嶋誠，橋本武志，神田

域MT観測)

スレター No.12,

径，小川康雄，宇津木充，吉平成23年

pp. 1-2

村令慧
相澤広記，小川康雄，石戸恒

富士山内部の水の流れ

財団法人山田科雄

を地表の電気の流れか

学振興財団事業ら探る

報告書, No.34,

平成23年

pp. 60-63.
H. Ichihara, M. Uyeshima,

A fault-zone

GeophysicalS. Sakanaka, T. Ogawa, M.

conductor beneath a

Research

Mishina, Y. Ogawa, T.

compressional

Letters, Vol.

Nishitani, Y. Yamaya, A.

inversion zone,

38, L09301,

Watanabe, Y. Morita, R.

northeastern Honshu,

doi:10.1029/201

Yoshimura and Y. UsuiJapan

1GL047382.

平成23年(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定
1) 特許出願
なし
2) ソフトウエア開発
なし
3) 仕様・標準等の策定なし(3)

平成２４年度業務計画案

平成 23 年度までに取得した秋田県南部、山形県中北部、新潟県北部－山形県南部－福島
県中部を東西に横切る測線や、桜島、霧島山、富士山、伊豆大島の各火山での MT 法観測データの解析を進め、比抵抗構造を推定する。必要に応じて、上記各地での補充観測を実施する。また、三宅島、浅間山で比抵抗構造探査や自然電位観測等を実施し、地下流体の存在やその流動を検出し、地殻活動との関連性を調べる。また、国内外の学会等において、78

今までに得た研究成果を発表し、新たな専門的知見を得、成果の取りまとめに反映させる。
機構解明データサーバを用いて、地震・地殻変動・地球電磁気データなどの多項目データの収録・収集を行い、データベースの運用を継続する。

79

表1

機構解明データセンターに集約するデータの種類

機関名

データセンターで、データベース化する必要のあるデータの種類（１－３）東大地震研①電磁気構造データ（１－４）京大防災研①連続波形データ、②イベン波形データ、③検測データ、④震源データ（１－５）北大①続波形データ、②電磁気構造データ、③地殻変動データ（１－６）東北大①連続波形データ、②イベン波形データ、③検測データ、④震源データ（１－７）名大①連続波形データ、②震源データ（１－８）九大①連続波形データ（１－９）東工大①連続波形データ、②湖水の水温・水位データ

22.5°

鳥海測線

22.5°
27.5°
27.5°

酒田測線

32.5°

新庄測線
鶴岡測線
22.5°

月山測線
米沢測線

図1

東北背孤ひずみ集中帯観測点位置図

平成 20 年度の観測点を黄色シンボル、平成 21 年度の観測点を青色シンボル、平成 22 年度の観測点を赤シンボルで示す。黒色シンボルは参考として日本原子力開発機構（JAEA）による朝日測線を示す。図左側にはフェーズテンソルに基づいた二次元 regional strike 推
定値（α－β）の累積頻度分布図(ローズダイヤグラム)を示す。黒線は上記の累積頻度分
布図(ローズダイヤグラム)から推定された二次元走向に直交する方向を示し、数字は二次
元走向の真北からの角度を示す。

80

図2

CHK 測線における二次元走向方向の MT 探査曲線

各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、ピンク、赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

81

図3

SKT 測線における二次元走向方向の MT 探査曲線

各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、ピンク、赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

82

図4

SNJ 測線における二次元走向方向の MT 探査曲線

各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、ピンク、赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

83

図5

TRK 測線における二次元走向方向の MT 探査曲線

各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、ピンク、赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

84

図6

GSS 測線における二次元走向方向の MT 探査曲線(GSS110～GSS155)

各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、ピンク、赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

85

図7

GSS 測線における二次元走向方向の MT 探査曲線(GSS160～GSS190)

各観測点について、上段に見かけ比抵抗、下段に位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、ピンク、赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

図 8(a)

CHK 測線の比抵抗断面図。黒丸は気象庁一元化震源分布を示す。

86

図 8(b)

CHK 測線で推定された比抵抗構造モデルの探査曲線(黒線)

上段は見かけ比抵抗、下段は位相を示す。赤丸と青丸はそれぞれ観測値から求められた見かけ比抵抗、位相を示す。

図 9(a)

SKT 測線の比抵抗断面図。黒丸は気象庁一元化震源分布を示す。

図 9(b)

SKT 測線で推定された比抵抗構造モデルの探査曲線(黒線)

上図は見かけ比抵抗、下図は位相を示す。赤丸と青丸はそれぞれ観測値から求められた見かけ比抵抗、位相を示す。
87

図 10(a)SNJ 測線の比抵抗断面図。黒丸は気象庁一元化震源分布を示す。

図 10(b)

SNJ 測線で推定された比抵抗構造モデルの探査曲線(黒線)

上図は見かけ比抵抗、下図は位相を示す。赤丸と青丸はそれぞれ観測値から求められた見かけ比抵抗、位相を示す。

88

図 11(a)TRK 測線の比抵抗断面図。黒丸は気象庁一元化震源分布を示す。

図 11(b)SKT 測線で推定された比抵抗構造モデルの探査曲線(黒線)

上図は見かけ比抵抗，下図は位相を示す。赤丸と青丸はそれぞれ観測値から求められた見かけ比抵抗、位相を示す。

89

図 12(a)GSS 測線の比抵抗断面図。黒丸は気象庁一元化震源分布を示す。

図 12(b)

GSS 測線で推定された比抵抗構造モデルの探査曲線(黒線)

上図は見かけ比抵抗、下図は位相を示す。赤丸と青丸はそれぞれ観測値から求められた見かけ比抵抗、位相を示す。

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図 13

2011 年に再測を行った MT 探査曲線(a)は YNZ160、(b)は YNZ180 を示す。図の上段はそれぞれ見かけ比抵抗、下段は位相を示す。インピーダンステンソルの全成分を、Zxx Zxy Zyx Zyy の順に、ピンク、赤、青、水色のシンボルで示す。横軸は周期の常用対数。

図 14(a)YNZ 測線で推定された比抵抗断面図。黒丸は気象庁一元化震源分布を示す。
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図 14(b)YNZ 測線で推定された比抵抗構造モデルの探査曲線(黒線)

上図は見かけ比抵抗、下図は位相を示す。赤丸と青丸はそれぞれ観測値から求められた見かけ比抵抗、位相を示す。

図 15

東北背孤ひずみ集中帯観測点におけるインダクションベクトル(実部)の分布図(周期 85 秒)。ベクトルは電気の流れ易い方向を指す。
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図 16

三次元インバージョンに使用したグリッドおよび MT 観測点配置

赤枠はモデル平面図の範囲を示す。X 座標付きの赤線はモデル断面図の位置を示す。

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図 17

見かけ比抵抗（上）および位相（下）の例

XY および YX（左）はインピーダンステンソルの非対角成分、XX および YY（右）は対角成分。エラーバー付きのシンボルは観測値、実線は三次元モデルの計算値を示す。

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図 18

三次元インバージョンにより推定された最適モデルの平面図（左）および断面図（右）。カラーバーは比抵抗の常用対数。

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図 19(a)桜島白浜観測点での MT 連続観測

非対角成分(Zxy、Zyx)の見掛け比抵抗の時間変化を周波数ごとに示す。下段は九州地方整備局大隅河川国道事務所有村観測点雨量。

図 19(b)

桜島持木観測点での MT 連続観測

非対角成分(Zxy、Zyx)の見掛け比抵抗の時間変化を周波数ごとに示す。

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図 20

2010 年桜島 MT 連続観測データをスタックして求めた各観測点の平均的サウンディ

ングカーブ(○:Zxx, 青●: Zxy, 赤■: Zyx, □:Zyy)

図 212010 年桜島 MT 連続観測データから求めた平均的データの傾向。カラーは平均的なインピーダンス(Zxy-Zyx)/2 の見掛け比抵抗、楕円は Phase tensor、ベクトルはインピー
ダンス実部 Induction arrows (Parkinson による定義：矢印の指す方向が低比抵抗側)をそれぞれ示す。

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図 22

霧島新燃岳周辺のインダクションベクトルの分布図

図中△印が新燃岳。左より周期 0.3 秒、1.3 秒、64 秒での分布を示す。

図 23

霧島新燃岳周辺の見かけ比抵抗分布図

図中△印が新燃岳。左より周期 0.3 秒、1.3 秒、64 秒での分布を示す。

図 24

霧島硫黄山北での MT 連続観測

非対角成分(Zxy、Zyx)の見掛け比抵抗の時間変化を周波数ごとに示す。下段は気象庁えび
の高原雨量と新燃岳の噴火活動(★:爆発、灰色: 連続灰放出)。
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図 25

伊豆大島におけるインダクションベクトルの分布図

左より周期 0.004 秒、0.016、2 秒での分布を示す。

図 26

伊豆大島における見かけ比抵抗分布図

左より周期 0.004 秒、0.016、2 秒での分布を示す。

図 27

2011 年 9 月（SP 南測線）、2011 年 12 月（SP 北測線）に実施した自然電位マッピン

グ観測点分布。1995 年 10 月には、カルデラ形成前であったので、南北測線をつないで測定を行なっていた。また、2001 年 8 月には南測線、2005 年 3 月には南、北測線においてそれぞれ測定を行なっていた。
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図 28

三宅島 2000 年山頂噴火をはさんだ、1995 年から 2011 年に至る自然電位分布変化。

左側に SP 南測線、右側に SP 北測線の結果を示す。海抜高度(m)を横軸にとってプロットし
ている。

図 29

2011 年富士山広帯域 MT 観測点分布(赤★)赤■、赤●は 2003、2004 年度に実施した広帯域 MT 観測点分布。△は 2008 年度の AMT 観測
点。
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図 30

2011 年富士山広帯域 MT 観測点のサウンディングカーブ■: Zyx, □:Zyy)

101(○:Zxx, 青●: Zxy, 赤図 312011 年富士山広帯域 MT 観測点の各周波数におけるデータ傾向

カラーは平均的なインピーダンス(Zxy-Zyx)/2 の見掛け比抵抗、楕円は Phase tensor、ベ
クトルはインピーダンス実部 Induction arrows (Parkinson 基準)をそれぞれ示す。

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図 32

図 33

機構解明データセンター概要図。

データ利用システムの仕様。

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図 34

データ利用申請画面のホームページの例。

図 35

データ利用申請画面のホームページの例。
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図 36

データ管理とデータ利用申請管理画面のホームページの例。

図 37

データ利用申請管理画面のホームページの例。
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