「地震発生機構に関する研究」

＜全体説明＞

　地震が発生している場や活断層は、どんな構造や物質からなり、そこにはどれくらいの力が働いていてどう変化するのかなどを明らかにしようとする研究です。そのために、大きな活断層（根尾谷断層や阿寺断層など）や神戸地震直後の野島断層などで掘削調査や地表探査を行い、岩石の性質、地殻応力、間隙水圧などについて詳しく調べています。また、長野県西部では地震の群発している直上で地震観測・電気伝導度探査などを集中的に行い、速度構造や比抵抗構造と地震の分布、応力降下量などの関係を明らかにし、地震発生に関するモデルを提案しています (図１)。

図１：野島断層(淡路島)の掘削現場の写真

＜平成１２年度までの研究から＞

　主に、２つのサブテーマについて研究してきました。

１）内陸地震の発生機構に関する実験研究
　地震発生後の経過年数の異なる中部日本の主な活断層（根尾谷、阿寺、野島断層など）を対象に、活断層ドリリングを実施し、水圧破壊法による応力測定、断層の微細構造及び構成物質とその物性、変形の状態、水の役割等地震発生に至る諸過程を物理・化学・地質学的に総合的に研究してきました (図２)。

図２

２）直下型地震のダイナミクスに関する研究
　浅い地震の群発している長野県西部において、高精度地震観測を行い震源域における応力と強度を推定する手法を開発すると共に、電気伝導度調査等により、震源域における構造や水の飽和度を推定しました。 (図３)

図３：長野県西部地域における電気伝導度探査結果

＜平成１３年度からの研究計画＞

　以下の４つのサブテーマからなり、地震発生域の応力、構造、地震活動の時間的変化を検出し、地震発生の長期予測の高度化に資することを目標としています (図４)。

図４

（Ａ）フィールドでの実験・観測
(1)活断層における応力の時間変化に関する研究
　本研究では、応力の蓄積解放過程に関与する素因（応力状態や間隙水圧の変化、断層の構造及び構成物質とその物性の変化など）を、活断層掘削や構造探査により直接探ることを目的としています。そのために、中部日本の主要な活断層（野島、根尾谷、阿寺、跡津川、牛伏寺など）を対象に、応力状態や構造を調査しその時間変化について研究します。また、これらの調査に必要な深部地殻ボアホール実験測定・観測機器や技術に関する開発研究を行います。
(2)中規模地震を利用した地震発生予測に関する研究
　下部地殻までの深度が10km以浅と浅く、現在、Ｍ４クラスの中規模地震が繰り返し発生している長野県西部において、地震波速度、Ｑ、比抵抗、応力などの時間変化の検出を目指した観測・実験的研究を行います。そして，応力状態、断層すべり過程、水の役割などについて総合的に研究し、地震発生予測の高度化を目指す。

（Ｂ）室内でのモデル実験・数値実験
(3)動的破壊の数値実験研究
　活断層ドリリングなどにより得られた物理パラメータを用いて、解析プログラムの整備、実験データの整理と物理パラメータのデータベース化、各活断層毎の想定地震像の作成、モデルの核となるパラメータの同定などを行い、これらを用いた数値実験を行う。これにより、地震の震源核形成から、動的破壊、すべり過程をシュミレーションし、地震の発生過程を検証します。
(4)断層強度回復過程の室内モデル実験
　室内高温実験により、断層物質の固着とそれにともなう微細構造と物性変化を観察・測定し、応力蓄積にともなう断層の強度回復過程とその時間スケールを再現した実験を行う。そのための、実験装置の設計、構築を行っています。

＜跡津川断層ドリリングプロジェクト＞

　平成15年度からは、クリープ域と固着域が存在すると考えられている跡津川断層に注目し、調査を進めています。
跡津川断層ドリリングプロジェクトのページへ

＜研究体制＞

（所員）

小村健太朗（プロジェクトディレクター）、山田隆二、山下　太、堀内茂木、福山英一、溝口一生、松田達生

（所員外）

客員研究員：	飯尾能久（東京大学）
	池田隆司（北海道大学）
	田中秀実（東京大学）