プロジェクトＺ　観測戦略シリーズ 　第２回...

プロジェクトＺ　観測戦略シリプロジェクトＺ　観測戦略シリーズーズ

　第２回　第２回　　「地震予知の観測網の将　　「地震予知の観測網の将

来」来」　　これからの地震観測網についてこれからの地震観測網についてー　研究の目標をどこに置くかー　研究の目標をどこに置くか

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地震予知のための新たな観測研究計画地震予知のための新たな観測研究計画第第 11 次新計画　　　と　　　第次新計画　　　と　　　第 22 次新次新

計画計画１．地震発生に至る地殻１．地震発生に至る地殻

活動の解明活動の解明２．地殻活動モニタリン２．地殻活動モニタリン

グシステムの高度化グシステムの高度化３．３．地殻活動シミュレー地殻活動シミュレー

ション手法ション手法と観測技と観測技術の開発術の開発

１．地震発生に至る地殻１．地震発生に至る地殻活動の解明 活動の解明

２．地殻活動の２．地殻活動の予測シミ予測シミュレーションとュレーションとモニモニタリングタリング

３．新たな観測・実験技３．新たな観測・実験技術の開発術の開発

４．本計画推進のための体制の整備

第第 22 次新地震予知研究計画次新地震予知研究計画（平成（平成 1616 年ー平成年ー平成 2020 年度）年度）

1.1. 地殻活動を理解する地殻活動を理解する2.2. 地殻活動をモニターして、シミュレ地殻活動をモニターして、シミュレ

ートして、予測するートして、予測する3.3. 地殻活動を計る新手法を開発する地殻活動を計る新手法を開発する

第第 22 次新地震予知研究計画次新地震予知研究計画（平成（平成 1616 年ー平成年ー平成 2020 年度）年度）

1.1. 地殻活動を理解する地殻活動を理解する2.2. 地殻活動をモニターして、シミュレ地殻活動をモニターして、シミュレ

ートして、予測する（これまでは、ートして、予測する（これまでは、気象庁等）気象庁等）

3.3. 地殻活動を計る新手法を開発する地殻活動を計る新手法を開発する

１．地震発生に至る地殻活動の解明１．地震発生に至る地殻活動の解明

課題１：　プレート境界域における歪・応力集中機課題１：　プレート境界域における歪・応力集中機構構

現状：概念モデル「アスペリティーモデル」現状：概念モデル「アスペリティーモデル」 課題：沈み込み型プレート境界の実体解明課題：沈み込み型プレート境界の実体解明

　　　　　→ 　「アスペリティー」の実体解明　　　　　→ 　「アスペリティー」の実体解明　　　　　→　予測可能な物理モデルの構築　　　　　→　予測可能な物理モデルの構築

観測の規模：観測の規模： 広域観測＋「アスペリティー」スケールの空間分解能広域観測＋「アスペリティー」スケールの空間分解能

を持つ観測を持つ観測　　　　　　 海陸統合、陸上での稠密観測、ケーブル式海陸統合、陸上での稠密観測、ケーブル式

海底　海底　 地震観測、機動観測（陸上＋海底）地震観測、機動観測（陸上＋海底） 対象地域（例）　茨城沖、房総沖対象地域（例）　茨城沖、房総沖

Slow slip eventtriggered by a large quake

After slip

Small earthquake with a small interval

Stationary slip

Small asperity

Repeated Large Earthquake with a large interval

Large asperity

Subducting plate

１．地震発生に至る地殻活動の解明１．地震発生に至る地殻活動の解明課題２：課題２：　内陸地震発生域の不均質構造と歪・応力集中機構　内陸地震発生域の不均質構造と歪・応力集中機構

現状：概念モデル「アスペリティーモデル」が無い現状：概念モデル「アスペリティーモデル」が無い 課題：プレート内での歪・応力の集中機構の解明課題：プレート内での歪・応力の集中機構の解明

► 地殻・マントルの不均質構造と変形の関係の解明地殻・マントルの不均質構造と変形の関係の解明► 内陸の歪速度（現在＋地質学的時間スケール）の大きい所の内陸の歪速度（現在＋地質学的時間スケール）の大きい所の

原因原因　　　　　→　概念モデルの構築を目指す　　　　　→　概念モデルの構築を目指す　　　　　　　（どこで歪が集中しているか）　　　　　　　（どこで歪が集中しているか）

観測の規模：観測の規模： 広域観測＋「断層」スケールの空間分解能を持つ観測広域観測＋「断層」スケールの空間分解能を持つ観測 対象地域（例）：糸魚川対象地域（例）：糸魚川 -- 静岡構造線断層帯～新静岡構造線断層帯～新

潟潟 // 歪集中帯歪集中帯

広域地震観測網の現状広域地震観測網の現状► 大学観測網大学観測網

の結合の結合

► 大学と気象大学と気象庁観測網の庁観測網の結合結合

► 大学・気象大学・気象庁・庁・ Hi-netHi-netの結合の結合

UniversitiesResearch

Hinet (NIED)Data Management

Center

JMAProcessing and Monitoring

古い気象庁震源　 一元化震源古い気象庁震源　 一元化震源　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　大学・気象庁・大学・気象庁・

Hi-netHi-net の結合の結合1997.1.1 – 1997.9.30

一元化震源（最初と最近）一元化震源（最初と最近）1998 年 1 月 - ９月 2003 年 1 月 - ９月

大学の震源と一元化震源大学の震源と一元化震源JUNEC 一元化震源

1998.1.1 – 1998.9.30

広域観測だけで、十分か？広域観測だけで、十分か？

NoNo

Hi-netHi-net データによる中部日本の速度分データによる中部日本の速度分布の推定布の推定

Matsubara et al. (2003)

HinetHinet データによる速度分布データによる速度分布

Matsubara et al.(2003)

Hi-net Hi-net と　臨時観測の比較と　臨時観測の比較

Matsubara et al., 2003

Matsubara et al., 2000

Hi-net Hi-net と　臨時観測の比較と　臨時観測の比較立山の下立山の下

約 1 ｋｍおきに 45 箇所3 ヶ月

Matsubara et al. (2000)

Hi-netHi-net と臨時観測の比較（ＩＳと臨時観測の比較（ＩＳＴＬ）ＴＬ）

Example of shot gather (SP5-1, 100 kg, applied AGC(4000 ms) and band pass filter (4-30 Hz))

稠密観測の例：　 160km 　に　 2500 　 ch

（ 50 ｍ　から　 100m 間隔）

South North

CDP profile

km/sec

P Velocity Structure of Boso Peninsula Upper Crust

(Analysis of Deep Crust / Mantle Slabs in Progress)

大都市圏地大都市圏地殻構造調査殻構造調査

研究研究房総アレイ房総アレイ

（（ H15-H15-H18)H18)

テレメータ方式テレメータ方式

関東地方に発生し関東地方に発生した地震の震央分布た地震の震央分布

図と東西断面図図と東西断面図

（（ 20032003 年年 44 月～月～ 20042004 年年33 月、気象庁震源）。深さ月、気象庁震源）。深さ0-30km0-30km を赤色、を赤色、 30-30-70km70km を緑色、それ以深をを緑色、それ以深を青色で記す。青色で記す。

Igarashi et al. (2004)

平成平成 1616 年年22 月月 1212 日日に房総半島に房総半島

下（深さ下（深さ 30 30 kmkm ）で発）で発生した地震生した地震（（ M2.9M2.9 ））波形の上下動成分。波形の上下動成分。 11 ～～10Hz10Hz のバンドパスフィルのバンドパスフィルターをかけたターをかけた

小繰り返し地震の空間分布（ 1981 年 7月～ 2003 年

5 月） 1)細線は沈み込むフィリピン海プレートの深さを示している 6) 。白い楕円は推定関東・東海地震の震源域、黄色い楕円はスローイベントのすべり域を示す。中）北緯 34.6°N ～35.7°N’ の範囲の小繰り返し地震から推定されたすべり速度分布の東西鉛直断面である。

Igarashi et al. (2004)

房総アレ房総アレイイ

広帯域観広帯域観測点：測点：

(CMG40T(CMG40T))

地殻深部地殻深部構造構造

平成平成 1616 年年 11 月月 2323 日にトンガ日にトンガ（震央距離（震央距離 65°65° ，深さ，深さ 130 km 130 km 、、 M6.5 M6.5 ））

上下動波形記録上下動波形記録 ..広帯域地震計、１回積分して変位波形に変換し、さらに 2Hz のローパスフィルターをかけた。トレースは全体で 60秒、約 10秒の位置に直達Ｐ波が見られる。

地図中に表記した地図中に表記した 55 観測点における、レシーバー関観測点における、レシーバー関数の予備解析結果　（数の予備解析結果　（ Igarashi et al., 2004)Igarashi et al., 2004)

震央距離 30 度から 90 度

気象庁一元化震源気象庁一元化震源(2003/8/1-(2003/8/1-

2003/11/30)2003/11/30)

震源分布震源分布図図

ISTL

観測点配観測点配置図置図

Area C

Area B

Area A

Linea

r

Linea

r

Array

Array

点点数数

期間期間

Area Area AA

44 2003/08/042003/08/04--

2003/10/272003/10/27

Area Area BB

44 2003/08/272003/08/27--

2003/11/212003/11/21

Area Area CC

99 2003/08/252003/08/25--

2003/10/162003/10/16

LineaLinear r

ArrayArray

4499

2003/08/262003/08/26--

2003/10/162003/10/16

観測点配観測点配置置

(area(areaＡＡ ))

地震個数地震個数 6868 個個

観測点配置観測点配置 (areaB)(areaB)

地震個数地震個数 1414 個個

観測点配置図観測点配置図 (areaC)(areaC)

地震個数地震個数 1212 個個

記録例記録例

04/09/30 12:30 – 04/09/30 12:30 – 04/09/30/13:3004/09/30/13:30

観測波形例観測波形例

T-N T-N グラグラフフ

震源分布震源分布の比較の比較

イベント数イベント数 6161 個個 (( 一元化震源一元化震源2222 個個 ))

震源時間変化震源時間変化

Tim ( min)約　 2 m/s.

まとめまとめ►戦略的な観測点配置戦略的な観測点配置►集中的な観測機器の配置集中的な観測機器の配置►研究の進展・活動の変化に対応する柔軟な研究の進展・活動の変化に対応する柔軟な

観測観測►地震研として集中する（地震）観測の選定地震研として集中する（地震）観測の選定

場所場所 方法　（例）方法　（例）

►地表　ｖｓ　ボアホール地表　ｖｓ　ボアホール►テレメータ観測　ｖｓ　現地収録観測テレメータ観測　ｖｓ　現地収録観測►短周期・高密度　ｖｓ　広帯域化短周期・高密度　ｖｓ　広帯域化►．．．．．．