地震観測・構造調査で解明する，プレートの沈み込み と地震発生の詳細な関係 —海域地震学— 地震予知研究センター TEL: 03-5841-5715 望月 公廣 （准教授） E-mail: [email protected] 山田 知朗 （助教） ご質問等は、お気軽に！！ 2011 年 3 月に発生した東北地方太平洋沖地震（2011 年東北沖地震），近い将来に発生が予想される東南海・ 南海地震は，いずれも海側プレートが陸側プレート下に沈み込むことによってプレート間の摩擦が引き起こした 海溝型巨大地震です．一言にプレート間摩擦と言ってしまいますが，その実体についてはまだまだ謎だらけです． 海底に降り積もったプランクトンの死骸，川を通って海まで運ばれた土砂，あるいは海山のような海底面の起伏 がプレート間の境界に沿って地下深く沈み込んでいく過程で（地下 30 km でプレート境界面の温度が 300 度を 超え，圧力 1 GPa がかかります），境界面の物理的性質（物性）はどのように変化していき，どのような地震を 発生させるのでしょうか．残念ながら，地下深くのプレート境界面をその場観察することはできません．そのた め，我々は地震波を使って，その状態を理解しようと研究を進めています（図 1）．海底地震計（図 2）を使った 海域での地震観測・調査に加え，陸上地震観測網のデータを使って，沈み込みに伴うプレート境界面の構造・物 性の変化をシームレスに追うことで，地震発生との関係を詳細に解明しようというのが，我々の研究の目的です． 最近の研究内容： 2011 年東北沖地震断層の北限周辺域における，プレート境界面の構造と，本震前後での境界面の性質 の変化の解明 2011 年東北沖地震の最大余震（Mw7.8）を含む茨城県沖の地震活動と沈み込む海山との関係（図 3） 海底地震計および陸上地震観測網のデータを用いた，東南海・南海地震断層境界周辺におけるプレート 内の流体分布 ニュージーランド北島沖合で観測されるスロースリップとプレート境界の構造（図 1） 図 1 人工的に発生させた地震波による，海底下構造の反射断面図． ニュージーランド北島（左端）の下に右側から沈み込んでいく太平洋 プレートの様子を見ることができる．沈み込みに伴うプレート境界か らの地震波の反射強度の変化などから，プレート境界の性質を調べる． ニュージーランド北島 海底 図2 船上から設置するために吊 り上げられた長期観測型海底地 震計．水深 6000 m までの海底で， 1 年間以上独立して観測可能． 東北沖地震と最大 余震の断層すべり 量分布 最大余震の断層すべりの時間発展．紫破線が海山の位置 図3 茨城県の沖合に沈み込んだ海山 と，プレート境界面の性質との関係． 沖合の紫破線の海底下に，海山が沈み 込んでいる．東北沖地震では茨城県沖 合まで断層すべりが伝播したが，海山 までには到達しなかった．本震発生か ら 30 分後に， 茨城県沖を震源とする M7.8 の最大余震が発生したが，断層 すべりはやはり，海山の手前で止まっ た． ～～～～～～～～～～～ 仲谷 幸浩 君 大学院生の研究紹介 ～～～～～～～～～～～ （博士課程 3 年） 日本海溝域で東 北沖地震前後の地 震活動変化を調べ 図4 ています． 東北沖地震後 3 ヶ月間の b 値（大地震 修士課程では海 と小地震の発生数比） 底地震計データの 分布．地震を引き起こ 自動処理法を開発 す応力状態がプレー しました．その結果，これまで見つかっていなかった ト境界面の性質によ 小さな地震も捉えられるようになりました．最近では， ることがわかった． 地震を引き起こす応力の状態が，プレート境界面の性 質（水の存在など）を反映していることがわかってき ました（右図）． 様々な観点から地震現象を扱える「海域地震学」 です．船に乗って観測したい人，海底データから新た な発見をしたいという人は一緒に研究しましょう！ 大学院生は仲谷君に加え，米島慎二君（博士課程 3 年），岩崎友理子さん（修士課程 1 年）が在籍し ています．研究室にいらして，先輩方の話も聞い てみてください．
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