験震時報第5 9巻 (1 9 9 6 ) 1-5頁福島県西部と新潟県北部の地震活動の相関田口陽介*・吉田明夫** C o r r e l a t i o nbetweens e i s m i ca c t i v i t i e si nwestern Fukushimap r e f e c t u r eandi nnorthernNiigatap r e f e c t u r e dAkioYOSHIDA•• YosukeTA G U C Hド出l ( R e c e i v e dDecember5， 1 9 9 5 : A c c e p t e dFebruary6， 1 9 9 6 ) Astract Thec o r r e l a t i o nbetweens e i s m i ca c t i v i t i e si nwesternFukushimap r e f e c t u r eandi nnorthernNiigata p r e f e c t u r ewasi n v e s t i g a t e d .Therei sanapparentc o r r e l a t i o ni nthes p a c e t i r r t ed i s t r i b u t i o no fearthquakes i nt h etwor e g i o n s，s e e nasatendencyf o rs e i s m i ca c t i v i t yi nt h etwor e g i o n st obecomehigherandlower i np a r a l l e l . I n order t o examine t h i sc h a r a c t e r i s t i cq u a n t i t a t i v e l y we c a l c u l a t e d two-year moving averages o f r e l e a s e ds e i s m i cenergyf o rt h etwor e g i o n s，andbycomparingthem，o b t a i n e dv a l u e sa sl a r g eas0 . 6 9f o r t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tbetweent h ecuber o o t so ft h eenergyr e l e a s er a t e s .Thisr e s u l ti n d i c a t e st h a t c r u s t a ls t r e s si sl i k e l yt oundergoco-changei nt h etwor e g i o n s .Nomajora c t i v ef a u l ti sknownalong t h a td i r e c t i o n ; we t h i n kt h e block s t r u c t u r eo ft h ec r u s t may be r e l a t e dt ot h i sc h a r a c t e r i s t i c . The e l u c i d a t i o no ft h eg e o l o g i c a lbackgroundt ot h es e i s m i cc o r r e l a t i o nremainsa saf u t u r et o p i co fs t u d y . ~ 1 . はじめに算し，その c o i n c i d e n c eの統計的有意性を検定するとい 7 5 ) は，関東の地震と飛騨の梢うものである.宇津(19 新潟県北部と福島県西部の地震活動の間に相関関係の深発地震との関係の調査に初めてこの方法を用い，両地認められることが，吉田ほか(19 9 5 ) や東北大学理学部域の地震活動に相関があることを指摘した(吉田 ( 19 9 5 ) によって指摘されている. この相関性は両地域 ( 19 9 4 ) も参照). に発生した地震の時空間分布図や M-T図から推定されそのような個々の地震の発生時の対応を見るのではなているもので，それを立証するためには更に定量的な評 0年というやや長期的な時間スケールでのく，数年から 1 価を行ってみることが望ましい.本論文ではそうした考地震活動の活発化や静穏化傾向の一致から相関のあるなえ方のもとに，上記の二つの地域の地震エネルギー解放しを判断するという方法もある.吉田・高山(19 9 2 )は量の変化曲線を求め，活発化の時期のずれも考慮しながそうした考え方に基づいて近畿トライアングル周辺地域らそれらの間の相関関係について調べた結果を報告する. の地震活動の相関を調べ，美濃の活動が丹波、和歌山のなお，データは気象庁地震月報及び同速報の震源を用 . l' f ; こ. ~ 2 . 方法と結果離れた地域間における地震活動に相関があるかどうか活動に比べて 3年ほど先行する傾向を持つことを示した. 地震活動の相関解析には，これら以外にも種々の方法がこれまでに試みられている.例えば， Tsuboi ( 19 5 8 ) は日本列島をさしみ状に切って，各領域に発生した毎年の地震数の間の相関関係を計算し，互いに影響を見るにはいくつかの方法がある.よく使われるのは，を及ぼし合う区域として地震プロビンスという概念を提一つの地域で地震が発生した前後，例えば l年以内に他唱した.また，三浪・山崎(19 91)は，同じく日本列島方の地域で地震がどのくらいの比率で起きているかを計とその周辺を 0 . 50 x0.5 0 の領域に区切って， 1 0 0日間毎の前後の期間で地震数が増大したか減少したか，その本若松測候所， WakamatsuW eatherS t a t i o n センスの一致性から相関の有無を調べた. 日気象研究所地震火山研究部， SeismologyandVo l c a - 我々の目的にとって，実は以上述べたどの方法も適当 nology Research Department， M e t e o r o l o g i c a l ではない.というのは， F i g . 1に見えるように，今の ResearchI n s t i t u t e 場合，二つの地域の地震活動の相関性は個々の地震の発験震時報第5 9巻第 3-4号 3 4 A 。 o o 0 o 8 ・ o 。 '00 0 。 Q 90 。。 . @ cx) 。 " " : . 。o 司司申。。 _ . . . Q 0 Blae' 0 0 。 • 0 ・ . ・ . ・・ 0 ・6 ・ e 。句。 ~O 。。、。.?? E E . E h E ・・ 140 E 139 E F i g . 1 Space-timed i s t r i b u t i o no fearthquakes(M孟2 . 0，depth孟30km)，whichoccurredi n northernN i i ga t ap r e f e c t u r eandi nwesternFukushimap r e f e c t u r eduringt h ep e r i o dJan， 1 . 1984-Mar.3 1，1 9 9 5 .N andA Wi n d i c a t eNiigatac i t yandAizu-Wakamatsuc I ty，r espech v e l y .A f t e rYoshidae tal .( 1 9 9 5 ) . ・ • 6 。。﹃︼・一一. - 。月。。2・・。。。 . . . ・ー . 7 1 N r e gi o n 6 5 3 2 1 9 8 4・ 1 9 8 5・ 1 9 8 6' 1 9 8 7' 1 9 8 8' 1 9 8 9' 1 9 9 0' 1 9 9 1'1 9 9 2・ 1 9 9 3・ 1 9 9 J M765 。 o .。剤三:? e 。 ~L・命。由， - 7 A V 2 1 : 樹立ダ¥ V 5 0 4 0 I~." ふ/ぐペ ! .0 d ' 0 必位。万五 8 Oq 38 ・N 。。 0 。嘉日。 . 。。. M I; . " F r e g i o n 寸川山 F i g . 2 Magnitude-timediagramsf o rseismica c t i v i t i e si nnorthernNiigatap r e f e c t u r e(Nregion:t o po ft h er i g h t )andwesternFukushimap r e f e c t u r e(F-region:bottomr i g h t ) . つ'臼 munumumunU U 内 numumumυ U 内 9 ￨﹁J ￨￨叶lイ111JIl--叶Jぺ 11﹂ 5 一一一一一一一一一一 QU GV 一一一一一ぃ一一一一一一一一九九山一日一一一ハ︾一一一一 T'4t'rlト￨l ﹂ L ω numumumり mumununり mumU 864288642 QV 3 8 ι 一一一 QV EEιEEKF-Qυ 一一一一一一件いい一 7 QV 一一一ル一一一一一一 FN⋮⋮⋮ 一 r卜⋮⋮ Q υ 一∞山 l 一一一一一一一 9 ・一 .⋮河一::一::一:・吋・:一::一:: :: ::寸引 ι d ⋮∞⋮⋮⋮ミ⋮⋮⋮⋮一 8 一一一一一一戸一一一一一一一一⋮ 、一一一一一一一一暢一一一一一いず一一一一一一一﹂一一一一一一一一一一一一ハ︾一一一一一一一一一一 GU 一い一一一一いいい一﹁￨ぺ 111 ﹁JIl-﹁﹂ 5 一-JI-l 200 mumumumυη り numununumU 8 64288642 -3- 8864288642 211111 JV 一一一一一一一寸凶戸山山一ハ︿ V ↑ ﹂一一一一一一一一一一一一一一一回，一一一一一 QV OL--:ド::ド::ド::ド::ド:・ト::ド:・﹄::ド::﹁。一⋮⋮⋮⋮⋮⋮⋮ ￨ l y ⋮一 2 r 一 ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ・ ι‘ ⋮ 一一一一一一一一い h v一一一 Qu e S T・ -・ド::ド::ド::ド::ド::ド・:訓・:ド::ド:・十 b 一⋮⋮⋮⋮⋮⋮句⋮⋮一 u ー一一一一一一九、ふ一一一 GU c 一一二一一司、一一一一 mmu 一日日一一一﹄一一一一一一一一一一一， 1EH 一一一 Qv v t 一一いいいいい﹄ーーー一一一 Qv n U ﹄ }lIF---小一中小 i 2 喝小中一 R ・﹁9 ・﹁ : : 川J Jil -司ぺ J一 d.J 一一一一一一ぺ::門l E ↓一J一J一 N 一⋮一一一一⋮⋮ 〆 -J ト一鈴仁﹂一一一一一一-，叫・一 C 一一一一一一一いいし w-8 一日リ一日目山﹄ぃーーし lhJ 一。。 MH-F h寸1111⋮一 GU ⋮⋮一一⋮ a司叶一一一ぐ同ー川一一一一一一司 l叶1 一一一一ワ I 一⋮一一⋮一 d一一一一一 8 一⋮⋮⋮⋮ 1 ⋮⋮⋮一一 9 E S ω 一一 n 一一一一同一一一一一ハ O 一一 O 一一一目出向﹁一一一一 8 一一i 一一一 JI--H一一日一 9 斗 : : ⋮ mw :: :: :: :: -JU出: ::寸 5 日一一⋮一“.:プ:⋮: ーゴ⋮⋮一一一﹄一一 8 + 一一 llFいいい一ぃ一二 FL 一一一件一一⋮⋮⋮⋮⋮吋一一 e 8 4・:・ 1・ Ji---J:JI--・ 7 1 J R・1・:TA斗 m u 一一一一一一一一一一一・・一一一一小一一一一一一。。一一一⋮一いル一一一一 QV lmumumumumumumumumり mumu ・ n B864288642 U211111 F i g . 3から，両地域のエネルギー解放量の変化はそ目して 2年間 ( 7 3 1日)の移動平均をかけて相関係数を 2/3乗等の量は，前震活動の変化や，前兆的な活動状つ，その活発な時期が互いに重なっているように見えるのものだと相対的に大きな地震の寄与が支配的になって生時や数の多寡の対応ということではなく， 1 9 8 4 1 9 9 4 1/3乗，しまうことによる.エネルギーの 1/2乗， 3回の活動期と静穏期を繰り返していて，か年の間に， S E I S 門I CE N E R G Y ( c u b er o o t ) unit:l.00e+02 20O 3 5 福島県西部と新潟県北部の地震活動の相関 F i g .3 V a r i a t i o ni ntwo-yearr n o v i n ga v e r a g e so ft h ec u b er o o to fr e l e a s e ds e i s r n i c e n e r g yi nt h eN(top)andF( b o t t o r n )r e g i o n s . という形で現れているからである.この特徴を考慮に入況の変化を定量的に扱う際，あるいは室内実験での微小れた相関性を調べるために，ここでは地震エネルギー解破壊の AEの処理などでよく使われる(例えば， Wue t 放量を比較することとし周期 3年程度の変化に特に着 al .( 19 7 8 )，丸山(19 9 5 ) ) . 計算した. 9 9 4年から再びれぞれが二つの山をもち，かっ双方とも 1 F i g . 2に相関を調べた二つの領域の範囲と，それぞ i g . 3は両れの領域に発生した地震の時系列を示す. F 活発化している様子が見てとれる. F i g . 4はこの関連性を e x p l i c i tに見るために，横軸に新潟地域，縦軸に福地域の地震エネルギー解放量の 1/3乗を 7 3 1日移動平島地域のエネルギー解放量をとって，同日の値を対応さ均して，その日々の変化をプロットしたものである.エせてプロットした散布図である.この分布の相関係数をネルギー解放量の 1/3乗をとったのは，エネルギーそ計算すると o .3 5となってそれほど大きな値ではないが， 3 6 験震時報第5 9巻第 3-4号 SE工SM 工C ENERGY (cuberooヒ . 日目e + 日2 u n i t :1 SE工SM 工C ENERGY (cuberoot) unit:1.00e+ 日2 2日目 200t 1 8 0t - 180-t・…一÷…ー・ . 160 十一...~…・… i 160-1……ふー 1 4 0t - 1401 51泊 1 … ・ -j-(j--J- ャL.l.~r-~，....l......l..... ......~ 5宮~ 叩 1 日日肘 4 十 . 一 … … … … . 一 … … … . 一 … … . 一 … . 一斗 . ‘ ' . . .; 止初十 . . . . 4 1 ・ . ・・・・壇且・・3・・・・・・・ト・・・・・一戸 ?d . ー司・・・ : ~.ゐ同 ....a ...i......~ ・ ~..~..f....~.f-..f...!.i.......f 60 -1一一一~.汚・ 1 4日十一・…… i …一; 3守桝・; 20t ・ j 201 . 日! 日 2 日 4 0 60 801 日目 1 201 4 日1 6 01 8 0200 0t 日 2日 4 日 6 0 801001 2 日1 401 6 日 18020 日仲間g i o n N -region F i g . 4 Diagramshowingd i s t r i b u t i o nbetween d a i l yv a l u e so ft h etwo-yearmovinga v e r a g e so f t h ecuber o o t so fr e l e a s e ds e i s m i cenergyi n t h eFandN r e g i o n s . 1 .0 F i g .6 Diagram showing d i s t r i b u t i o n between t h e d a i l y v a l u e s o f t h e two-year moving averages o ft h e cube r o o to fr e l e a s e ds e i s m i c energyi nt h eF andN r e g i o n s，whenv a l u e si n t h eN r e g i o naret a k e r i2 9 5daysi nadvanceo f t h o s ei nt h eFr e g i o n . 0 . 8 -1……………・・ … . . . . . . ・t .・・…・...・・……- 以 H 586l j - H ふ……… H . . f . . . . . . . . .シ〆戸力-で U ~: 吋・ 0 . 4+ … ・・・・ … . . . ・・レ;:.……・・・・ 2 ・・・・・ H 斗 . H H / H H H f 斗~ I ω0.2 -j・……・・・4………. . V-……}… ・・1・・・ … _ . . ・・ 1 ・・・ o ~: H H H H H H H u 0 .0 ~j 二/' ロノペ一、一・ . を見た F i g . 5から明らかで，高い相関係数は福島県西 5 0 3 0 0日ほど遅らせて対応させた時に得ら部の活動を 2 れる.相関係数が最も大きくなるのは福島県西部の活動 9 5日遅らせた場合で，その時を新潟県北部の活動より 2 弓 . 0 . 2十ート司・・ … . ; . . . . . . . . . . . ; . . . . . . . ，. . . . f . u ./ ~ -0.4 ドと・ H ・ .....~...........j............~ .6 9である. F i g . 6に最大の相関係数を与えるの値は O 時の散布図を示す. ω 口十 . 日 … … . 日 … … . … … . 日 … . 日 … . . : 斗十 ; ト . … … . 日 … … . 日 … … . … … . … … . 一 … … . 一 … … . 一 … . 一 … . 一斗 . 。-0.61 9 9 4年 1 2月 1 7日までなお，ここで相関係数の計算には 1 u 0 .8~..………÷… 9 9 4年 1 2月 1 8日にのデータを用いている.というのは， 1 十・ i g . 2に見るよう福島県西部で M5.5の地震が発生し， F ー 1 .0.Ji-----i・『 -3O 0 -2O0 1 0 0 0 1 0 0 2 0 O 3 0 O time lag ( d a y ) に，それ以降，福島県西部と新潟県北部の両地域で地震 F i g . 5 Variation i nc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tR between t h e cube r o o t so fr e l e a s e ds e i s m i c e g i o n s，whentimel a gi s energyi nt h eN andFr t a k e ni n t oc o n s i d e r a t i o n . Plus v a l u e s on t h e a b s c i s s ar e p r e s e n tc a s e s where t h er e l e a s e d energyi nt h eN r e g i o ni stakeni nadvanceo f t h a ti nt h eFregion( u n i t :day)i nc a l c u l a t i o no f t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t . 活動が著しく活発化したために， 1 9 9 4年 1 2月 1 8日以降の活動も入れて解析するとその影響が強くでて，見かけ上，相関係数が非常に大きな値となってしまうからであるしかし，この双方の同時的活発化自体も，いってみれば互いに関連しあっていることの有力な証左と見ることが 0 4日後のできる.福島県西部で M5.5の地震が起きた 1 1 9 9 5年 4月 1日に，新潟県北部で M5.5の地震が発生した.もし新潟県北部の地震が福島県西部の活動に追随実は， F i g .' 3からも推定されるように，これら両地域する傾向があることを前もって知っていたならば，福島の活動には活発化の時期にずれが存在するそのことは県西部で M5.5の地震が発生した時点，あるいはそれに対応させる日にちをずらしていった時の相関係数の変化伴って新潟県北部でも活動が活発化した時点で，その後 -4- 3 7 福島県西部と新潟県北部の地震活動の相関の推移にもっと注意を払うことができたかもしれない. はないかという考えがいろいろなところからでてきていこのことは，本論文で行ったような地震活動の相関解析る.そうした同時的，あるいは時間差を持った相関現象が，将来の活動の推移を予測する一つの判断材料としての解析を進めていくことは，地殻の力学的構造の解明にも活用しうる可能性があることを示している. つながり，ひいては内陸地震の発生の仕組みを明らかに ~ してその予知を達成するうえで重要な礎石となると思わ 3 . 議論れる. 二つの地域の地震活動に相関が見られるということは，それらの地域が力学的に互いに影響しあっていることを参考文献示している.そのような離れた地域間に力学的な相互作丸山卓男(19 9 5 ) 用を生じさせる背景には何があるだろうか.すぐに思い N o . 19 ，6 8-75. 浮かぶのは地殻のブロック構造である.地表で観察され中国の地震予知，地震ジャーナル，三浪俊夫・山崎義典(19 91 ) :日本付近における地震活る主要な活断層や構造線はそのようなブロック構造の一動の地域的な相関性，福岡教育大学紀要， 40;71-81 . つの現れであるが，この他にも地下には隠れた構造が存 Tsuboi，C .( 19 5 8 ) :Earthqua k . eprovince-domaino f 在すると推定される.地震活動の相関や移動現象は，今 s y n p a t h e t i cs e i s m i ca c t i v i t i e s -，J .Phys.Earth，のところそうした隠れた構造を探る数少ない手段の一つ 6 ，3 5-49. 東北大学理学部(19 9 5 ):1 9 9 5年 4月 1日に新潟県北部であるといってよいだろう. 著者らは，地殻のブロック的構造とそれに関連した応力の伝播，あるいはそうした構造を通しての局所的な応力の蓄積過程を解明することは，内陸地震の発生メカニズムを理解する上で決定的に重要な意味を持っと考えてで発生した M6.0の地震について，地震予知連絡会会報， 5 4，1 0 61 1 0 . 宇津徳治(19 7 5 ):関東地方の地震と飛騨地方の梢深発地震との相関について，地震 2，2 8，303-311 . いる(吉田ほか(19 9 6 )).そのような重要性を鑑みるな Wu，K.T.，M.S .Yue，H.Y.Wu，S . L .Chao，H.T. ら，地震活動の相関や移動現象の存在の有意性を議論するにあたってはできる限り定量的な評価を行うことが望 Chen， W.Q. Huang， K.Y. Tien and S.D. Lu ( 19 7 8 ) : Foreshockst ot h eHaichengearthquake ましい.先にも述べたように，相関現象の解析には地震 o f1 9 7 5 . C e r t a i nc h a r a c t e r i s t i c so ft h eHaicheng 活動のどのような特徴に注目するかによっていろいろな earthquakeCM=7.3)sequence，ChineseGeophy- 手法が考えられる.本論文は，これまでに試みられた方 s i c s，AGU， l .289-308. 法とは異なる新しい手法を用いて福島県西部と新潟県北吉田明夫・伊藤秀美・細野耕司(19 9 6 ):内陸地震発生部の活動の相関解析を行い，その間に有意な相関が認めの直前に地質構造帯に沿って現れる地震活動の前兆的られることを示したものである.ただし，この力学的な関係性が地学上のどのような構造に対応しているのかに静穏化，地学雑誌， 1 0 5，15-25. 吉田明夫・高山博之(19 9 2 ):近畿トライアングル周縁ついては，今のところ明らかではなく，今後の問題とし域の地震活動の相関とその意義，地学雑誌， 1 01 .3 2 7 て残っている. 3 3 5 . 最近，地震活動は広域的に関連して変化しているので - 5一