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  1. 地震・津波の知識
  2. コラム
  3. 東南海・南海地震等海溝型地震に関する調査研究2



 独立行政法人海洋研究開発機構は、文部科学省委託研究「東南海・南海地震等海溝型地震に関する調査研究」の研究課題として「プレート形状等を把握するための構造調査研究」を実施しました。研究内容は、再来が危惧されている東南海地震、南海地震の震源域境界域を主体とした地殻構造調査研究です。この結果、特に広角反射・屈折法調査*1によって、紀伊半島潮岬沖の不整形構造や、熊野灘沖の不均質構造のイメージングに成功しました。
また、微小地震観測により、熊野灘沖、四国沖の微小地震活動の特性が明らかになりました。これらの結果は、南海トラフ海溝型巨大地震の発生システム の理解に大きな貢献を果たすものです。


 図1に本研究で実施した地殻構造調査測線図を示します。特に昭和東南海地震および南海地震震源域の境界域ならびに東南海地震震源域を中心とした地殻構造調査を実施しました。地殻構造調査に関しては海底地震計・制御震源(エアガン)を用いた広角反射・屈折法調査、ならびに約6km長のストリーマーケーブル・制御震源(エアガン)による反射法調査*2を実施しました。地殻構造調査結果を図2図3に示します。
 紀伊半島潮岬沖でイメージングされた不整形構造(図2)は、東南海地震震源域と南海地震震源域の境界域に存在する巨大岩体(潮岬複合岩体、通称: 石臼構造)で、局所的に強い固着域(図2の黄色丸箇所)を形成しているため、東南海地震と南海地震の連動に関わる重要な構造要因と考えられます。
 さらに、図3図2の測線より沖合側で実施された地殻構造調査結果です。ここでは、最上部マントル部分に明瞭な低速度層(図3の黄色丸箇所)が存 在することが示されました。つまりこの結果は、東南海地震および南海地震震源域の境界域におけるフィリピン海プレートの断裂帯構造の存在を示唆し ており、二つの巨大地震震源域の境界の形成に関係する構造であると考えられます。
 また、図4には熊野灘域から東海沖における深部構造のイメージングを示します。この結果は、東海沖側のプレート境界が熊野灘沖のプレート境界に 比較して不整形度(構造状の凹凸度)が大きいことが示されています。




 本研究で実施された微小地震観測では、東南海地震、東海地震のセグメント境界である志摩半島沖では、2004年9月に発生した紀伊半島南東沖の地震の余震活動に加え、プレート境界もしくはそれより上部の付加体内でのクラスター状の地震活動が確認されました(図5)。
 クラスター状の地震活動は、過去の構造調査研究から沈み込む海山状の構造の西縁で発生しており、沈み込む海山状の構造によって生じたプレート間固着度の空間的不均質を反映していると考えられます。東南海地震・東海地震震源域のセグメント境界より東方では、海山や海嶺の沈み込みに伴う付加体の変形が顕著であるのに対し、西側ではそのようなものは見られません(図4)。東南海地震・東海地震セグメント境界の東西では、沈み込むプレートの形状の違いにより、プレート間固着の空間的不均質が生じていると考えられます。四国沖微小地震観測では、紀伊半島沖と同様に、トラフ軸付近で海洋地殻内の地震が数多く観測されました(図5図6)。また、足摺岬沖の
トラフ陸側斜面では、付加体内部に顕著なクラスター状の活動が見られ、このクラスターの周辺では、DSR(Deep Strong Reflector)と呼ばれる強振幅の反射面や、沈み込む海洋性地殻の地形的高まりの存在が指摘されています。DSRでは、巨大地震と巨大地震の間の期間(地震間)にプレートの沈み込みに伴う剪断応力が解消されている可能性が指摘されています。一方で、海洋性地殻の地形的高まりでは1946年の際に滑りが発生したと考えられています。
このことは、DSRと地形的高まりの境界で、プレート間固着の空間的不均質が生じ、その結果、境界部で応力集中により地震活動が活発化していることを示唆していると考えられます。北東—南西方向の圧縮軸を伴う横ずれ成分を示すメカニズムからも、この解釈が支持されます。
  


 本研究で実施した地殻構造探査ならびに微小地震観測では、南海トラフ巨大地震のメカニズム解明研究に重要な情報を得ることができました。特に東南海地震、南海地震震源域である潮岬沖でイメージングされた不整形構造は東南海、南海地震の連動発生においても重要な構造要因と考えられ、南海トラフ巨大地震の発生シミュレーションなどの重要な基礎データとして活用されています。今後も広域・詳細な地殻構造研究を推進し再来が危惧される南海トラフ巨大地震研究の解明を目指します。

*1 「屈折法」
地震探査の一種で、地層境界で屈折して伝搬する弾性波を用いて地下を調べる方法です。
海洋研究開発機構では主にOBS(海底地震計)を用いた地震波構造探査を行います。
OBSを数km〜数10kmの間隔で設置し、エアガンによって音波(地震波)を発振させ、海底下の地層境界面で反射および屈折して海底に戻ってきた波をOBSで受振します。その記録を解析することによって、海底下深部構造を波の伝わる速度の違いとして捉えることができます。
一般に、速度が遅いものは柔らかく、速度が速いものは硬いという傾向があります。

*2 「反射法」
反射法地震探査とは、人工震源を用いる地震波構造探査の一つで、地下の様々な構造から反射してきた地震波を用いて、地下構造を断面図で捉える調査です。
海洋研究開発機構が主に実施している、マルチチャンネル反射法地震探査(MCS:Multi-Channel Seismic survey)では、人工震源にエアガンを用います。エアガンによって音波(地震波)が発振され、海底やその下の地層境界面で反射して戻ってきた波を、観測船から曳航しているストリーマーケーブルに入った多数の受振器(ハイドロフォン)で受振します。その記録を解析することによって、海底下の構造を断面図としてイメージングすることができます。

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