５．むすび「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究」では、ひずみ集中帯における震源断層モデル構築、および、ひずみ集中帯機構解明という 2 つの大きな目的に沿って、複数の個別テーマで調査観測・研究を進めている。震源断層モデル構築については、測線長 300km を越える大規模な海陸統合地殻構造探査を実施し、複数の断層形状を明らかにしたとともに、地形地質調査、歴史地震調査等、断層モデルを構築する上で必要な調査研究を実施した。
ひずみ集中帯機構解明においては、全国各地の火山などひずみ集中が特に顕著な地域における調査観測を継続し、重要な知見が蓄積されてきている。
機動的地震観測装置を用いた稠密自然地震観測は、調査対象とする地域における地震活動および地下構造の描像を得るのに、有効な調査観測手法である。陸域では、平成 20 年度に新潟県を中心とするひずみ集中帯において 300 台の機動的地震観測装置を展開した後、平成 21 年度は、適宜データ回収、機器メンテナンスを実施して、地震観測を良好な状態で継続し、約 1 年間の観測データに基づいて、三次元トモグラフィー解析による地震波速度構造初期モデルを得た。その結果、厚い堆積層に起因する低速度異常域が明瞭となり、速度境界と活断層の位置がほぼ関連していることを示した。このことは、活断層調査における稠密地震観測の有効性を示すものであり、今後のデータ蓄積により、さらに精度が向上することが期待される。また、過去に発生した地震の震源再決定解析による震源分布や発震機構解から、北西―南東方向の走向を有する断層の存在を明らかにし、これらが日本海拡大時に形成されたトランスファー断層で、現在の圧縮場の元で発生する大きな逆断層地震のセグメント境界になる可能性のあることを示した。海域では、平成 20 年 12 月に上越沖に設置した 10 台の長期観測型自己浮上式海底地震計を、平成 21 年 10 月に全台回収し、気象庁が震源決定していない微小地震を含む詳細な地殻活動が明らかになった。再決定された微小地震の震源の深さは、気象庁による震源に比べ全体で約 8km 浅く、主に 5kmから 15km に分布しており、上部地殻内に発生していることが推定される。このことは、この地域における地震発生層および活断層の幅を推定する上で重要である。平成 22 年度
は、1964 年の新潟地震震源域周辺において機動観測型海底ケーブル・インライン式地震計を敷設する予定であり、安定した海底地震観測に基づく詳細な地震活動およびトモグラフ
ィー解析による地下不均質構造の詳細な把握が可能となる。
ひずみ集中には、地殻の弾性・非弾性構造の非一様的な分布や流体の存在などが関与していることが考えられる。そのため、日本海東縁のひずみ集中帯のほか、火山などの国内でひずみ集中が顕著な地域において、各種の調査観測を実施した。まず、東北日本の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、山形県北部周辺域において広帯域 MT 法観測による電気比抵抗調査を実施し、二次元解析による擬似断面に基づいた予察より、庄内平野地域の東側にあたる出羽丘陵域および月山周辺域とその東側の地殻深部に低比抵抗帯が存在する可能性を示した。これは、平成 20 年度の調査で明らかにされている庄内平野東縁断層が分布する領域から東に傾斜する低非抵抗体と調和的である。一方、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において機動的地震観測を継続
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し、地震発生域下限の深さと上部地殻の構造について検討を行った。気象庁一元化震源の分布では、観測網の東側で震源が浅く、西側では深くなっているが、臨時点を用いたトモグラフィーにより再決定された震源では、下限の深さの東西の差が小さくなり、概ね深さ15～20km 程度が下限と考えられる。また、庄内平野東縁断層帯の北部で断層帯に沿って東に傾き下がる低速度帯を発見した。この低速度帯は上述の低比抵抗帯に対応していると考えられ、1894 年の庄内地震（M7.0）で破砕された断層帯に沿って流体が存在していることを示唆している。ただし、観測網内での地震活動が低調であるため、地震発生域の下限と低速度帯の詳細な分布を議論するためには、さらにデータの蓄積が必要であるが、地震波速度と電気伝導度という独立な量から、この地域におけるひずみ集中のメカニズムを明らかにすることが期待される。北海道石狩東縁断層帯では稠密地震観測を継続し、石狩東縁断層の中南部で地震活動がやや活発であり、北部とでは地震活動に違いがあることが分かってきた。また、石狩地域の MT 法による比抵抗構造探査では厚い堆積層の下に基盤の盛り上がりと思われる高比抵抗層を検出するなど、断層帯付近の比抵抗構造も明らかになってきており、断層の活動性と地下構造との関連が見られる可能性がある。
国内でも有数の活断層が集中的に存在する琵琶湖西岸活断層集中域において、ひずみ集中に影響を及ぼす地下深部の不均質構造を検出するための稠密地震観測を継続し、高精度の震源分布と地震メカニズム解を求めた結果、これまでメカニズム解を精度良く求めることができなかった小さな地震まで高精度の解を得ることが出来た。得られたデータは、花折断層付近を境に逆断層型から横ずれ型に応力場が変化するというこれまでに当該地域で推定されていた結果と調和的である。
火山は、ひずみ集中が顕著に生じている場所であり、国内の代表的な火山地域において、ひずみ集中帯の機構解明の調査観測が実施された。北海道では、樽前山とその周辺地域において地震観測を継続し、溶岩ドーム直下 1km 付近に活発な地震活動があることが分かってきた。また、地殻変動を調べるため繰り返し GPS 観測、干渉 SAR 解析を開始した。さらに、火山体内部の地下水流動様式を明らかにするため、自 然 電 位 観 測 を 実 施 し 、噴気活動がみられる溶岩ドーム近傍や山体北部の標高の低い地域で高電位異常が観測され、それぞれ溶岩ドーム下の熱水活動域の存在や、山体上部からの地下水流動の発生が示唆される。さらに、ひずみ集中帯の東端に位置し顕著な地殻変動や火口直下での磁化の減少が観測されている十勝岳において、MT 法による比抵抗構造探査を行い、噴気域直下に熱水貯留層と考えられる低比抵抗層を検出した。また、地殻変動を詳細に把握するため干渉 SAR解析を開始し、今後、地殻変動源や消磁源と非抵抗構造との関係について解明を進める。
東北地方では、日本海側のひずみ集中帯と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、観測を開始した。この GPS 観測のためのシステム開発により、平成 22 年度終盤以降、岩手山等の挙動をリアルタイムに知ることが可能になると期待される。
関東・中部地方では、草津白根山、富士山、御嶽山で調査観測を実施した。草津白根山
ではひずみ集中に連動して起こる地殻内流体の変動をとらえるために山頂周辺に活動火口観測システムを構築し、火山ガスの化学組成、火口湖の湖水の水位・水質、流体貯留層近傍での地震活動、GPS による地盤変動などの観測を継続し、今年度から GPS 連続観測も386開始した。今後、データ蓄積を継続して季節変動と火山活動との分離を図り、変動を起こす場である火山体の構造についての知見を深めながら、変動の本質的な理解を進める。富士 火 山 周 辺 域 で は 自 然 電 位 観 測 ・ 可 聴 帯 域 MT 法 観 測 を 実 施 し 、山頂を中心として北西、および南方向に広がる低比抵抗領域を検出した。御嶽山周辺では本業務で設置した
6 観測点のデータに、既存定常観測点データを加えて地震活動を解析し、2009 年 10－11月に長野県西部地域で活発化した群発地震活動をより正確に押さえ、2010 年 2 月に発生した地殻下部でのバースト的な地震活動を検出した。このような活動は 2002 年にも見られ、その時はこの活動の後にマ ン ト ル 最 上 部 で の 低 周 波 地 震 活 動 が 活 発 化 し た 経 緯もあるため、これらの地震活動の解明とあわせ今後の推移に注目する。
九州地方では、霧島火山周辺域における MT 構造探査のための試験的連続観測を行った
とともに、現在、活発な火山活動が継続している桜 島 火 山 周 辺 域 に お け る 広 帯 域 MT法・絶対重力連続観測を実施し、流体の存在と移動・その変化の検出を図った。
そ の 結 果 、 間欠的にマグマから側方に脱ガスした揮発性成分が地下水に混入したためと考えられる比抵抗変化、および火山活動の活発化に対応し、マグマヘッドの上昇を反映していると考えられる絶対重力の一方的な減少を検出した。また、桜島・姶良カルデラ周辺
では、不均質構造やマグマ蓄積に起因するひずみ集中帯機構解明のため整備された活火山
地域高品位データ観測装置による観測を継続し、震源分布等の推定やマグマ蓄積と周辺応力場との関係を考察した。2009 年度は地震活動が低く歪速度も小さかったが、2010 年 1月ごろから姶良カルデラを中心とする地盤の膨張が検出された。平成 22 年度は姶良カル
デラ周辺に GPS 観測点を設置する予定であり、今後、地震活動がさらに活発化すれば、歪変化と破壊源との対応関係、および歪変化の原因となる地殻内構造を明らかにすることが出来るものと期待される。阿蘇火山では、カルデラ周辺の地殻や上部マントルの不均質構造を捉え、またマグマ蓄積と周辺応力場との関係を明らかにするため、阿蘇カルデラ内の 5 カ所において地震観測を開始するとともに、阿蘇カルデラ内の GPS 観測点を 1 つ増設し計 11 カ所での GPS 観測を行った。平成 22 年度には地震観測点と GPS 観測点を増設する予定であり、また、防災科学技術研究所によって整備される火山基盤観測点を加えた
稠密な観測により、地殻・上部マントルの不均質構造の解明を進める。九州北部の別府島原地溝帯は現在日本列島の中でも顕著な伸張場を形成しており、日本海拡大による伸張とその後の圧縮によって形成されたひずみ集中帯の機構を解明するためには、圧縮場のみならず伸張場における応力の境界条件とこれに対する地殻の応答を比較することが重要であることから、GPS 受信機（伸張場地殻変動検出装置）のデータ蓄積を継続するとともに、解析精度向上のための観測点再配置を実施した。また、地震発生後のひずみ変化に伴う地震活動変化を正確に把握するため、福岡県西方沖地震および警固断層地域における伸張場地震観測装置による観測を継続し、詳細な地震活動データを得た。また、別府島原地溝帯の構造解明のため、既存の地震観測網を補完して分解能を向上させ地溝帯を横断するように機動的地震観測装置を 15 台配置し、観測を開始した。一方、ひずみ蓄積メカニズムを知る上で重要な応力場の情報を得るために、現有の地震観測網でのデータを用いた微小地震の再読み取り、発震機構の再決定、ストレステンソルインバージョン解析を行った。その結果、別府島原地溝帯においては応力に空間的不均質があることを見出し、速度トモグラフィの結果と合わせた考察から、地殻がこの地域において強度が小さいか間隙水圧が大きいために地震発生387可能性が高いことが明らかになった。
機構解明データセンターにて、データ収集・蓄積及びデータベースの構築を継続して実施した。さらに、機構解明データ蓄積サーバ内に格納されているデータ説明に関するホームページの内容を更新した。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。
ひずみ集中帯に発生する地震の震源断層モデルを構築する上で、断層の位置、形状は最も基本的な情報であり、本重点的調査観測研究においても、そのための地下構造探査が積極的に実施された。昨年度は、新潟県域において弥彦沖から三条を経て越後山脈に至る60km の区間で海陸統合探査を実施し、1828 年越後三条地震の震源断層と思われる断層面を検出した。今年度は、ひずみ集中帯内部の複数の断層を横切り、かつモホ面までの地殻構造を明らかにする目的で、会津盆地西方から佐渡島を経て大和海盆中軸部に至る 334 kmの測線において、海陸統合地殻構造探査を実施し速度構造の概要を明らかにした。そのう
ち、陸域および沿岸部では会津盆地西方から佐渡にいたる 135km の区間について、反射法地震探査を行い、地殻上部の速度構造、反射法地震探査断面を得、孔井資料を含む地質情報をもとに断層の形状を含む地質断面図を作成した。この結果、本測線上に分布する月岡断層・新津背斜東翼の断層・角田-弥彦断層・佐渡島東縁の活断層の形状が明らかになった。この中で新津背斜東翼の断層と角田弥彦断層は西傾斜の類似した形状を示し、地下地質情報から、かつての正断層が逆断層として反転した履歴を有する。越後平野東部の地殻構造は、南方の東山-弥彦沖測線での地殻構造と大きくことなり、1828 年三条地震の震源断層と越後平野東縁断層帯は、自然地震観測の研究結果から明らかにされたような、日本海拡大時に形成されたトランスファー断層によって、その北縁が限られる。さらに、佐渡
島東縁の西傾斜の活断層の存在を指摘した。また、浅層反射法地震探査によって、国中平野南縁断層帯の浅部形状を明らかにした。佐渡島では海域で実施された「かいよう」でのエアガン発震を観測・調査した結果、佐渡海峡と佐渡島北西域の構造の違いが示された。
つまり佐渡の西側ではモホ面からと推定できる反射面が顕著に確認出来るのに対し、佐渡海峡では明確にはこれらは見られないことから、佐渡島の西側と東側で構造が異なり、日本海拡大停止後の火成活動の違いが、下部地殻から最上部マントルからの反射波の差異に反映している可能性を示唆する。今後は深部構造探査の結果とも合わせて佐渡島付近での下部地殻から上部マントルまでの構造を検討する。
上記の海陸統合地殻構造探査を含め、日本海東縁ひずみ集中帯に含まれている能登半島沖から佐渡島沖、富山トラフ、大和海盆にわたる海域で、独立行政法人海洋研究開発機構の調査船「かいれい」および「かいよう」を用いてマルチチャンネル反射法地震探査、および海底地震計 30 台を用いた屈折法・広角反射法探査を実施した。この内、広角反射法探査測線は佐渡島、新潟内陸の測線と統合した海陸統合探査測線の一部として実施した。
マルチチャンネル反射法地震探査による海域地殻構造調査の結果として、富山トラフにおいては南側では基盤が西から東へ傾斜し深くなるとともに、基盤の反射イメージの周波数が低くなること、浅部の堆積層はトラフの東部に厚く成層していることなどが確認できた。
また、海底地震計による屈折法・広角反射法地震探査から得られた結果としては、大和海盆の厚さは約 16km であり海洋性地殻と大陸性地殻の中間的な厚さとなっていること、富388

山トラフの地殻の厚さは約 17km であり、隣り合う白山瀬（厚さ約 24km）や佐渡島（厚さ約 17km）に比べて薄くなっていることなどが明らかとなった。
陸域・海域の地殻構造調査の結果と合わせて考察すると、大和海盆から会津に至る領域では基本的に、日本海拡大期に形成された伸張変形が卓越している。佐渡から越後平野にいたる区間では、短縮変形によって大規模な反転運動が形成されているのに対して、佐渡西方海域では伸張性の構造が大局的には保存されている。これらの構造を作り出した要因を明らかにすることは、ひずみ集中の機構を明らかにするためにも重要であり、この問題を解明していくためには、地殻下部の情報が重要であることから、今後、統合的な速度構造解析により、佐渡海峡から越後平野下の地殻構造の解明を進める。
ひずみ集中帯の地殻変動観測は、変形過程の解明および震源断層モデル構築において重要である。今年度は、平成 20 年度に構築した GPS 観測網においてキャンペーン観測を実施し、周囲の GEONET 観測点およびグローバル観測網のデータと合わせてデータ解析を行い、世界測地系（ITRF2005 座標系）における各観測点の正確な座標値を得た。平成 20年度の解析結果も含めて地殻変動速度分布を推定したが、現状では地殻変動を議論するには観測データが不足しており、今後のデータ蓄積が期待される。また、既存の GPS デー
タおよび地震データに基づいて、ひずみ集中帯の変形過程について予備的な考察を実施し、2004 年中越地震と 2007 年中越沖地震の震源域に挟まれた領域に顕著な変形集中域が存在したことが明らかとなった。この結果を手がかりとして、今後本研究で得られる稠密なGPS データを用いて変形過程のモデル化を進める。
震源断層モデル構築において、断層の幾何的形状だけでなく断層変位速度は地震発生確率および強震動予測を行ううえで重要である。そのため、陸域および海域における活断層の変動地形学的な調査を実施した。平成 21 年度は、陸域では越後平野・高田平野・国中平野周辺の活断層調査を実施し、空中写真判読と既存研究資料収集、その後断層帯の地表位置を確定すべく、変動地形の現地調査を行った。第四紀後期の活動性が不明である高田平野西縁断層周辺では、断層変位基準を挟むボーリング調査、およびボーリング試料の解析を行い、これらの結果に基づき、高田平野西縁断層帯を挟む後期更新統の層序を明らかにし、地形地質断面図を作成した。その結果、本断層帯は上部更新統の平山面構成層を約120m 食い違わせており、断層帯の上下平均変位速度は、年間 1mm 程度であることが明らかになった。国中平野については、引き続き空中写真判読と地形地質調査を継続して活断層の分布についてのデータを取得・向上したが、さらに課題(2-1)で得られた浅部地下構造などを考慮して、断層の変位速度を明らかにする地形地質調査を実施する。
海域においては、平成 20 年度に高分解能音波探査を実施した粟島南方沖の大陸棚上で 3本の長さ 4.5〜6m のピストンコア試料を採取し、試料中に含まれる貝殻片による年代測定を実施し、いずれも上部層／下部層の境界がおよそ 1 万年前であることを示した。この堆積物試料と、平成 20 年度に得られた高分解能音波探査断面を比較し、音波探査断面上に認められる顕著な不整合面の年代は約 18,000 年前の最終氷期極大期に対比でき、活断層は 不 整 合 面 に 約 10m の 変 位 量 を 与 え て い る こ と か ら 、 活 断 層 の 垂 直 変 位 速 度 は 千 年 で0.5-0.6 m と推定した。また、地震の発生間隔が 2500 から 3000 年であることも推定でき389た。今後、コア試料で得られた約 1 万年前の岩相境界と反射断面との対比が広域的に追跡できれば、断層の活動度や活動間隔の推定精度を向上させること期待される。
ひずみ集中帯で発生する地震による強震動予測を高精度化するためには、震源から放射される強震動の大きさ、地盤での増幅度、および途中経路における波動伝播特性を高精度化する必要がある。そのうち、地盤増幅度の影響評価をより高度化するため、新潟県、山形県、秋田県内の自治体が所有するボーリングデータを収集し、データベースへの登録を行った。また、山形県、秋田県内の震度観測点及び強震観測点において、単点の微動観測を実施し、得られた観測記録等をデータベースに登録することにより、浅部地盤モデル作成のための基礎データの整備を行った。新潟県を対象として、既存のボーリングデータ等を用いて浅部地盤初期モデルを構築し、平成 20 年度に作成した深部地盤全国モデルとあわせることにより新潟県地域の浅部・深部統合地盤モデルを作成した。さらに、新潟市から長岡市にかけての地域を中心として微動のアレー及び単点観測を実施し、その解析結果から、浅部・深部統合地盤モデルの高度化へ向けた検討を行った。
震源の影響としては、震源断層モデルの幾何的形状だけでなく、その地域で発生する地震の震源特性を明らかにし、震源から放射される強震動波形計算を高度化することが重要であることから、ひずみ集中帯で生じる地震の震源断層モデルの高度化を行なった。はじめに、2004 年新潟県中越地震、2007 年新潟県中越沖地震を含む 8 つのひずみ集中帯内外で起きた内陸地殻内地震群の強震記録から応力降下量を推定し、特徴を整理した結果、ひずみ集中帯内外の本震・余震系列の応力降下量の相違はみられず、ひずみ集中帯で発生する地震の震源断層モデル構築においては既往の内陸地殻内地震の震源断層モデルパラメータ設定を用いることがよいことが分かった。また、このコーナー周波数から推定される断層モデルを不均質すべりモデルと連関して議論した。この点の分析を整理するため、震源スペクトルの短周期レベル特性などについての比較検討を行う必要がある。
ひずみ集中帯は日本国内では頻繁に被害地震が発生しているが、近年の震度計による観測事例はまだ少なく、震源断層モデル構築において、過去地震の震度分布は非常に重要である。このような観点で、歴史史料、あるいは紙記録として残存している過去の地震波形記録を収集し、過去に発生した地震の震度分布の推定を進めている。まず、ひずみ集中帯における近世以前に発生した地震のうち、昨年度デジタル・XML 化した 1828 年越後三条地震に関する史料を校訂し、データベース化を行った。また、新たな史料を調査・収集して、史料データベースに追加した。この校訂済みの史料データから信頼性の高い史料を選び出し、1828 年越後三条地震における村ごとの家屋倒壊率を導き出した。そして、村ごとの家屋倒壊率から推定震度を求め、確実度の高い震度分布図を作成した。さらに、ひずみ集中帯で発生した、1751 年越後高田地震と 1802 年佐渡小木地震の史料の収集ならびにデジタル・XML 化を行った。家屋倒壊率から震度を推定する手法は暫定的なものであり、今後はさらに検討を進め、震度推定の精度向上を目指す必要がある。
1833 年庄内沖地震の史料から、津波による被害と区別可能な「ゆれの強さ」に関する情報だけを選別して詳細な震度分布図を作成した。これを、既存の津波に関する研究や、過去に震源域が判っている昭和の日本海東縁部での地震を参照して検討し、これまで 1964390

年新潟地震の 1 つ前でやや北よりを震源域とされてきたこの地震が、1983 年日本海中部地震の南側で、山形県沖合に位置する、天保出羽沖地震とも言うべき低角な断層を震源とする地震と考えられることを示した。また、これらの地震を総合的に解析可能とするため、波形記録の残存状況調査及び収集を他の調査等と重複しないよう注意して実施し、関東地方の４箇所に関して記録を収集した。海外の記録収集に関しては、イタリアについて記録の残存状況の情報を収集し、ローマは現地調査をする価値があるという結果を得た。現段階で収集されている史料はまだ限られたものであるが、すでに 1833 年庄内沖地震については既往の「常識」とは異なる新たな地震像が浮かび上がるなど、重要な成果が示された。
これらの結果は、構造探査結果等に基づく震源断層モデル構築と強震動評価によって得られた予測震度分布と比較し、震源断層モデル構築の精度向上に反映される。すでに、平成20 年度に実施した弥彦沖・三条測線構造探査で明らかにされた、1828 年越後三条地震の震源断層と思われる東傾斜の断層に基づいて強震動計算を実施し、ほぼ、歴史史料から推定された震度分布のパターンをうまく説明することができた。このことは、細分化された個別テーマの詳細検討だけでなく、さまざまな情報を統合して震源断層モデルを構築・検証することの重要性を改めて示したものであり、今後さらに連携を深めて総合的な震源断層モデル構築を進める。

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