7. 平 成 16 年 (2004 年 ) 新 潟 県 中 越 地 震 (2004 年 10 月 23 日,M6.8) 平 田 直 ( 東 京 大 学 地 震 研 究 所 地 震 予 知 研 究 推 進 センター) 1.はじめに 2004 年 10 月 23 日 17 時 56 分, 新 潟 県 中 越 地 域 を 震 源 とするマグニチュード( 気 象 庁 M)6.8 の 新 潟 中 越 地 震 が 発 生 した.この 震 源 の 直 上 に 位 置 した 川 口 町 では, 震 度 7 が 記 録 された. 震 度 7が 観 測 されたのは, 気 象 庁 が 1949 年 に 震 度 7 の 震 度 階 級 を 設 定 してから 2 度 目 で, 計 測 震 度 計 で 震 度 7が 観 測 されたのは, 本 地 震 が 初 めてである 1). 本 震 から 1 時 間 以 内 に M6.0, 最 大 余 震 となった M6.5 の 地 震 が 発 生 し,いずれも 震 度 6 強 の 強 い 揺 れが 生 じた. その 後 も 余 震 活 動 は 継 続 し,10 月 23 日 に M5.7( 最 大 震 度 6 弱 ),10 月 27 日 に M6.1( 最 大 震 度 6 弱 ),11 月 8 日 には M5.9( 最 大 震 度 5 強 )の 地 震 など, 大 きな 余 震 が 引 き 続 いて 発 生 し, 中 小 の 余 震 の 活 動 も 極 めて 活 発 で あった. 本 震 の 震 央 付 近 の 魚 沼 丘 陵 に 位 置 する 山 古 志 村, 川 口 町 では, 強 い 揺 れによって 多 数 の 地 滑 りが 発 生 し, 多 くの 道 路 被 害 や 河 川 のせき 止 めによる 湖 が 出 現 した. 地 震 発 発 生 から 1 週 間 後 の 11 月 4 日 には, 臨 時 の 地 震 予 知 連 絡 会 ( 第 160 回 )が 開 催 され,その 後 の 161 回 と 162 回 の 連 絡 会 でも 議 論 され,この 地 震 の 特 徴 が 明 らか にされた. 2. 本 震 2.1 震 源,マグニチュード, 発 震 機 構 本 地 震 は, 日 本 列 島 内 陸 部 で 発 生 したプレート 内 地 震 である. 気 象 庁 による 実 体 波 M は 6.8,モーメントマグ ニチュード Mw は 6.7 であった. 各 機 関 が 推 定 した Mw も ほぼ 同 様 であり, 発 震 機 構 解 は, 西 北 西 - 東 南 東 方 向 に 主 圧 縮 軸 (P 軸 )を 持 つ 逆 断 層 であった.さらに, 測 地 学 的 に 求 められた 断 層 モデルから 得 られた Mw は 6.6 であ り, 地 震 学 的 に 求 められた 値 とおおむね 調 和 的 である 2,3). 本 震 の 震 源 の 深 さは, 気 象 庁 一 元 化 震 源 によると 13km であり, 本 震 直 後 の 余 震 観 測 によって 得 られたデータを 用 いて 推 定 された 震 源 を 含 む 領 域 の 不 均 質 を 考 慮 した 震 源 でも 同 程 度 の 深 さとなっている. 一 方, 震 央 は, 既 知 の 断 層 との 対 応 を 考 える 上 で 重 要 であったが, 気 象 庁 一 元 化 震 源 は, 不 均 質 を 考 慮 した 震 源 より 約 4km 東 に 推 定 されていた.これは, 後 述 するように 本 地 震 の 震 源 域 で は, 地 震 波 伝 播 速 度 分 布 が, 水 平 方 向 に 大 きく 変 化 して いて,これを 正 しく 考 慮 しないと 誤 った 震 源 を 推 定 する ことを 示 している 4). 発 震 機 構 解 は, 実 体 波 の 初 動 極 性 による 解 も, 表 面 波 によるモーメントテンソル 解 析 によるものも 共 に, 西 北 西 に 約 60 度 で 傾 斜 する 節 面 と 東 南 東 に 約 30 度 で 傾 斜 す る 節 面 をもつ 逆 断 層 であった.この 二 つの 面 のうち 余 震 分 布 から 西 北 西 に 高 角 度 で 傾 斜 する 面 が 震 源 断 層 に 対 応 すると 考 えられた.この 地 域 では, 西 北 西 - 東 南 東 方 向 の ほぼ 水 平 な 圧 縮 応 力 が 卓 越 することから, 基 本 的 には 広 域 応 力 に 調 和 的 な 発 震 機 構 解 である.しかし, 傾 斜 角 度 は, 摩 擦 破 壊 基 準 から 期 待 される 角 度 に 比 べて 有 意 に 高 角 である.このことは, 地 震 発 生 のメカニズムを 理 解 す る 上 で 重 要 であるので, 後 でまた 議 論 する. 2.2 過 去 の 地 震 活 動 震 源 域 周 辺 は, 日 本 海 東 縁 から 連 続 する 歪 みの 集 中 域 に 位 置 しており, 第 四 紀 後 期 以 降 の 短 縮 変 形 が 大 きく,し ばしば 大 規 模 な 地 震 が 発 生 してきた. 今 回 の 地 震 の 周 辺 では,1828 年 に 三 条 地 震,1961 年 に 長 岡 地 震 などの 大 きな 被 害 を 伴 った 地 震 も 発 生 していた( 図 1) 1).したが って, 一 般 的 な 意 味 では, 地 震 活 動 の 活 発 な 地 域 で 起 き た 地 震 と 言 える. 一 方,この 地 域 には, 今 回 の 地 震 の 近 くに, 長 岡 平 野 西 縁 断 層 帯 があるが, 地 震 調 査 研 究 推 進 本 部 地 震 調 査 委 員 会 は 2004 年 10 月 24 日 に, 本 震 の 西 側 約 10km の 長 岡 平 野 西 縁 断 層 帯 は 西 に 傾 斜 する 逆 断 層 と 評 価 しており, 今 回 の 震 源 が 同 断 層 帯 の 東 方 に 分 布 していることから, 同 断 層 帯 が 活 動 したものではないと 考 えられる. と 評 価 した.したがって, 厳 密 な 意 味 で は, 地 表 で 観 察 される 主 要 な 活 断 層 の 無 い 場 所 で 発 生 し た 地 震 であった.ただし, 地 震 調 査 委 員 会 は,その 後, 本 震 震 源 断 層 の 南 にある 六 日 町 盆 地 西 縁 断 層 を 主 要 活 断 層 に 追 加 した. 図 1 2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 までの 地 震 活 動 ( 気 象 庁 ).
3. 余 震 余 震 の 空 間 的 な 分 布 が 極 めて 複 雑 であることは, 地 震 本 地 震 の 特 徴 の 一 つは, 余 震 活 動 が 極 めて 活 発 であっ 発 生 直 後 の 地 震 予 知 連 絡 会 でも 複 数 の 機 関 から 指 摘 され たことである. 気 象 庁 のまとめた 資 料 ( 図 2)によると, た.とりわけ, 本 震 震 源 断 層 に 対 応 する 余 震 分 布 と, 最 これまで 最 も 活 発 な 余 震 を 伴 った 1945 年 三 河 地 震,1943 大 余 震 に 対 応 する 余 震 がほぼ 平 行 の 2 枚 の 西 北 西 に 傾 斜 年 鳥 取 地 震 を 上 回 る 発 生 数 を 記 録 した. 規 模 では 上 回 る する 震 源 断 層 を 表 していることは,ほぼリアルタイムで 1995 年 兵 庫 県 南 部 地 震 の 約 倍 の 余 震 が 発 生 した 理 由 を 報 告 された 気 象 庁 一 元 化 震 源 からも 明 瞭 であった.また, 理 解 することも 本 地 震 の 課 題 であった. 4 日 後 に 発 生 した M6.1 の 余 震 の 直 後 から 活 発 化 した 余 震 は 東 南 東 に 傾 斜 する 面 上 に 分 布 していた.これらのほか にも, 大 きめな 余 震 は,それぞれ 異 なる 震 源 断 層 で 発 生 して,それぞれがさらに 余 震 を 伴 っていた. 本 震 震 源 断 層 の 近 傍, 最 大 余 震 震 源 断 層 の 近 傍,その 他 の M6 級 の 余 震 の 余 震 などを, 別 々に 取 り 出 して 発 生 数 を 調 べると, それぞれは 過 去 の 同 規 模 の 内 陸 の 地 震 と 同 程 度 の 余 震 発 生 数 であることが 分 かった 5).このことから, 本 地 震 の 余 震 数 が 全 体 として 大 きかった 理 由 は, 規 模 の 大 きな 余 震 が 本 震 後 短 時 間 に 続 発 してそれぞれの 余 震 にさらに 2 次 的 な 余 震 が 発 生 したからであったと 言 える.ただし, この 説 明 では,なぜ, 大 きな 余 震 が 続 発 したかを,さら に 説 明 する 必 要 がある.このことは 後 ほど 述 べる. 本 地 震 は, 本 震 とそれに 引 き 続 く 本 震 より 小 さな 大 き めな 地 震 ( 余 震 )が 発 生 し,さらに, 大 きめな 余 震 が 余 震 を 伴 っていたことが 特 徴 であり, 群 発 地 震 とは 明 瞭 に 区 別 される.この 余 震 発 生 の 特 徴 を 理 解 するためには, 本 地 震 発 生 地 域 の 地 殻 構 造 と, 地 震 発 生 のメカニズムに 関 する 知 識 が 必 要 である. 本 震 発 生 直 後 に 開 始 された 稠 密 な 臨 時 地 震 観 測 によっ て 高 精 度 な 余 震 分 布 と,3 次 元 速 度 構 造 が 明 らかになっ た 6) 7) 8) 9).これらから, 本 震, 最 大 余 震,M6 級 の 余 震 が それぞれ 別 の 震 源 断 層 で 発 生 していることが 明 瞭 になっ た( 図 3). 本 震 震 源 断 層 に 対 応 する 余 震 は, 約 60 の 高 角 な 面 の 周 りで 発 生 していた. 従 って, 発 震 機 構 解 の 高 角 な 西 北 西 傾 斜 の 節 面 が 断 層 面 であることが 分 かる.さ らに, 本 震 の 震 源 断 層 面 から, 約 5km 東 南 東 に 離 れた 平 行 な 面 の 周 辺 で 最 大 余 震 の 余 震 が 発 生 していた.GPS 観 測 などの 測 地 学 的 に 求 められた 断 層 モデルも 地 震 学 的 に 求 められた 断 層 モデルと 調 和 的 であった( 図 4) 2). 速 度 分 布 と 震 源 断 層 の 関 係 については 後 で 述 べる. 図 2 2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 の 余 震 活 動 とそれまでの 内 陸 地 震 の 余 震 活 動 ( 気 象 庁 ). 4. 余 効 的 的 地 殻 変 動 本 震 後 に 行 われた 臨 時 GPS 観 測 10) や SAR 干 渉 解 析 3) の 結 果 によると, 六 日 町 盆 地 西 縁 断 層 の 余 震 活 動 のおきて いない(あるいは, 極 めて 少 ない) 地 殻 浅 部 で 余 効 的 滑 りが 発 生 した 可 能 性 がある.
図 3 臨 時 余 震 観 測 によって, 求 められた 余 震 分 布 18),P 波 速 度 構 造 と, 地 質 断 面, 図 5 の A-A を 通 る 鉛 直 断 面, 本 震 の 発 震 機 構 解 は 鉛 直 面 に 投 影 して, 本 震 震 源 に 表 示 した. 青 の 丸 印 が 最 大 余 震, 緑 の 丸 印 が 27 日 の 余 震 の 位 置 を 示 す 18). 図 4 新 潟 県 中 越 地 震 本 震 および 余 震 の 断 層 の 概 念 図 2). 5. 本 震 および 大 きな 余 震 の 震 源 過 程 この 地 震 では 計 測 震 度 7が 観 測 され,その 強 震 動 生 成 機 構 を 理 解 するためにも,KNET などの 強 震 観 測 データを 用 いて, 本 震 およびお 規 模 の 大 きな 余 震 の 震 源 過 程 の 解 析 が 行 われた 11) 12).これらの 解 析 によると, 本 震 や 大 き な 余 震 では, 破 壊 が 震 源 断 層 の 下 端 で 始 まり 上 方 に 伝 播 したことがわかった.このことは, 堆 積 層 での 増 幅 効 果 と 併 せて,ディレクティビティー 効 果 ( 破 壊 伝 播 方 向 の 振 幅 への 影 響 )を 考 える 必 要 性 を 示 している. また, 断 層 での 滑 り 分 布 を 考 慮 すると, 本 震 および 主 な 余 震 による 応 力 変 化 は, 最 大 余 震 やその 他 の 主 な 余 震 の 破 壊 開 始 点 でのクーロン 応 力 を 増 加 させて, 地 震 が 起 き 易 くなることが 分 かった. このことは,M6 級 の 余 震 は, 広 域 応 力 の 増 加 によって 破 壊 強 度 に 近 づいていた 弱 面 ( 震 源 断 層 )が, 本 震 発 生 にともなう 応 力 変 化 によっ て 次 々と 破 壊 していったと 解 釈 できる.ただし,たんに 広 域 応 力 が 増 加 するだけでなく, 地 殻 下 部 から 供 給 され た 間 隙 水 によって 断 層 の 強 度 が 低 下 していた 効 果 も 無 視 できない.このことは, 後 で 議 論 する.
6. 新 潟 県 中 越 地 域 の 地 質 学 的 特 徴 新 潟 県 中 越 地 震 が 発 生 した 領 域 は 厚 い 新 第 三 系 から 第 四 系 の 堆 積 層 が 分 布 する 新 潟 堆 積 盆 地 の 東 縁 部 に 相 当 する( 図 5).この 堆 積 盆 地 は 地 質 学 的 には 日 本 海 拡 大 に 引 き 続 いて1 千 7 百 万 年 前 頃 に 形 成 されたリフト( 地 殻 が 伸 張 薄 化 して 形 成 された 凹 地 )であり, 盆 地 中 央 部 には 6,000mを 越 える 火 山 噴 出 岩 や 堆 積 層 がある.この 堆 積 盆 地 の 東 縁 は 新 発 田 - 小 出 線 と 呼 ばれる 中 新 世 に 形 成 され た 断 層 で, 東 方 の 越 後 山 脈 には 中 生 代 の 岩 石 が 露 出 する 震 源 域 の 魚 沼 丘 陵 は 北 北 東 方 向 の 断 層 褶 曲 をともな って 第 四 紀 後 期 から 急 激 に 隆 起 した 地 域 であり,この 丘 陵 は 軟 弱 な 堆 積 層 から 構 成 され, 発 生 した 多 数 の 地 滑 り の 地 質 学 的 な 要 因 となっている. 海 東 縁 から 連 続 する 歪 みの 集 中 域 に 位 置 しており, 地 質 学 的 には, 第 四 紀 後 期 以 降 の 短 縮 変 形 が 大 きく 19) ( 図 6), しばしば 大 規 模 な 地 震 が 発 生 してきた( 図 1).また, 測 地 学 的 にも GPS 観 測 によって 歪 み 速 度 の 大 きな 領 域 ( 新 潟 - 神 戸 歪 み 駐 中 帯 ;NKTZ 20) )が 推 定 されている. 本 震 震 源 断 層 が 既 知 の 活 断 層 と 直 接 の 関 係 がないことから, 地 震 後 の 報 道 では,この 地 震 はいわゆる 歪 み 集 中 帯 で 発 生 した 地 震 とされた. 地 震 後 の 詳 細 な 現 地 調 査 によ っても,わずかな 地 表 変 位 ( 地 震 断 層 )が 観 測 された 21) が, 震 源 断 層 全 体 のごく 一 部 が 地 表 に 現 れたと 言 える. 図 5 新 潟 中 越 地 震 震 源 域 の 地 質 構 造 と 余 震 分 布 18) : 本 震 (10 月 23 日 17 時 56 分 M6.8),2: 余 震 (23 日 18 時 3 分 M6.3),3: 余 震 (23 日 18 時 11 分 M6.0), 4: 最 大 余 震 (23 日 18 時 34 分 M6.5),5: 余 震 (27 日 10 時 40 分 M6.1),a: 小 尾 平 断 層 b: 六 日 町 断 層,c: 諏 訪 峠 撓 曲. 地 質 図 は(13)(14), 活 断 層 は(15)(16), 地 形 面 の 傾 動 は(17)による A-A は, 図 3 の 断 面 の 位 置 を 示 す. 7. 歪 み 集 中 域 と 新 潟 県 中 越 地 震 新 潟 県 中 越 地 方 は, 活 褶 曲 の 認 められる 堆 積 盆 地 が 東 側 では 越 後 山 地 と 接 している 地 域 である.ここは, 日 本 19) 図 6 地 質 学 的 に 推 定 された 後 期 新 生 界 の 短 縮 率. 外 帯 から 内 帯 に 向 けて 短 縮 率 が 増 加 する. 特 に, 新 潟 地 域 では 10~13%と 大 きい. 震 源 域 の 南 方 では, 魚 沼 丘 陵 の 東 縁 に 六 日 町 断 層 帯 が ある.この 断 層 は, 新 発 田 - 小 出 線 延 長 部 の 新 潟 堆 積 盆 地 の 東 縁 を 限 る 中 新 世 に 形 成 された 西 傾 斜 の 正 断 層 が 逆 断 層 として 再 活 動 したものである 19).この 断 層 は 延 長 30kmに 渡 って 追 跡 され, 断 層 帯 南 部 で2mm/ 年, 北 部 で1mm/ 年 の 大 きな 垂 直 平 均 変 位 速 度 を 示 す 17). 六 日 町 断 層 帯 に おける 第 四 紀 後 期 の 累 積 変 位 は 北 方 に 向 かって 減 少 し, 代 わって 魚 野 川 周 辺 では 東 に 傾 斜 する 諏 訪 峠 撓 曲 に 沿 っ た 地 形 面 の 変 形 が 現 れる( 図 3,5).さらに, 反 射 法 地 震 探 査 によれば, 小 平 尾 (おびろう) 付 近 の 地 表 変 位 も
震 源 断 層 の 浅 部 延 長 からさらに 派 生 した 地 表 出 現 衝 上 (しょうじょう) 断 層 であることが 分 かった 22). 六 日 町 断 層 帯 は,2005 年 に 追 加 調 査 の 対 象 断 層 となったが, 本 震 の 震 源 断 層 の 浅 部 延 長 が 六 日 町 断 層 帯 ではないことに 注 意 すべきである. 考 考 えられる. 一 方,2007 年 新 潟 県 中 越 沖 地 震 タイプ( 基 盤 内 の 構 造 境 界 で 発 生 )では, 下 部 地 殻 内 の 不 均 質 構 造 と 流 動 変 形 が 応 力 集 中 の 主 要 なメカニズムであると 考 え られる.これらの, 不 均 質 構 造 が,この 地 域 の 地 震 発 生 の 準 備 過 程 を 規 制 していると 考 えられる. 8. 新 潟 県 中 越 地 域 の 地 殻 不 均 質 構 造 地 震 直 後 から 始 められた 稠 密 な 余 震 観 測 によって 震 源 域 の 地 震 波 速 度 構 造 が 明 らかになった 6) 7) 8) 9).これら の 研 究 によれば, 本 震 の 震 源 断 層 は,P 波 速 度 が 5.5 km/s を 越 える 基 盤 岩 と, 厚 い 堆 積 層 との 境 界 が 西 側 に 向 かっ て 急 激 に 深 くなっている 境 界 部 で 発 生 した( 図 3). 本 震 震 源 断 層 の 傾 斜 角 が 約 60 であるのは, 水 平 圧 縮 場 の 応 力 場 からは, 非 適 正 傾 斜 断 層 (unfavorably oriented fault 23) ) である.つまり,クーロンの 破 壊 基 準 から 期 待 される 破 壊 面 の 傾 斜 角 ( 面 の 法 線 ベクトルと 最 大 圧 縮 軸 のなす 角 の 補 角 )は, 摩 擦 がなければ 最 大 圧 縮 軸 と 45 となり, 実 際 には 摩 擦 力 によって 傾 斜 角 は 45 より 小 さくなるはずである. 非 適 正 傾 斜 断 層 となっているの は, 破 壊 面 が 破 壊 強 度 の 低 い 弱 面 となっているか, 間 隙 水 圧 が 高 く, 有 効 法 線 応 力 が 小 さいことを 意 味 する. 前 者 については, 高 速 度 層 としてイメージングされた 基 盤 岩 と 低 速 度 層 と 推 定 された 堆 積 岩 の 境 界 が, 繰 り 返 し 破 壊 された 弱 面 である 可 能 性 と 調 和 的 である. 後 者 につい ては, 震 源 断 層 の 下 部 の 破 壊 の 開 始 点 付 近 と,その 下 方 延 長 部 では 地 震 波 速 度 の 低 い 領 域 があること, 地 磁 気 地 電 流 法 (Magneto-Telluric 法 )によって 比 抵 抗 の 小 さ い 領 域 が 推 定 されたこと 24) などから, 地 殻 内 に 水 が 存 在 する 可 能 性 は 高 いと 考 えられる. 一 方, 断 層 に 沿 った 方 向 についても, 本 震 の 震 源 付 近 の 北 側 と 南 側 とで, 基 盤 層 と 堆 積 層 の 境 界 深 度 が 急 変 し ている.すなわち,5km 程 度 の 厚 い 堆 積 層 が, 震 源 の 南 側 ではより 東 側 ( 山 地 側 )に 張 り 出 している( 図 7). 余 震 のデータを 用 いて 震 源 域 付 近 の 応 力 場 が 求 められ, 大 局 的 には, 広 域 応 力 場 と 震 源 域 の 応 力 場 は 一 致 してい るが, 震 源 の 近 傍 で 最 大 主 圧 縮 軸 の 方 向 が 変 化 している ことが 分 かった( 図 7).これは, 堆 積 積 層 内 の 延 性 変 形 によって 基 盤 岩 に 応 力 が 集 中 する 可 能 性 を 示 している 8). 2007 年 新 潟 県 中 越 沖 地 震 の 後 に 得 られた 中 越 地 方 の 地 震 データから, 日 本 海 形 成 時 に 形 成 されたリフト 構 造 と,2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 2007 年 新 潟 県 中 越 沖 の 関 係 を 示 す 不 均 質 構 造 が 推 定 された( 図 8) 25). 2004 年 中 越 地 震 タイプ( 堆 積 層 と 基 盤 との 構 造 境 界 近 傍 で 発 生 )では, 基 盤 上 面 の 凹 凸 構 造 と 堆 積 層 の 変 形 によって 広 域 応 力 が 断 層 近 傍 に 集 中 し,さらに, 下 部 地 殻 内 の 不 均 質 構 造 と 流 動 変 形 も 応 力 に 集 中 に 寄 与 したと 図 7 地 震 波 速 度 構 造 と 応 力 場 の 関 係.P 波 速 度 が 5.5 km/s の 等 速 度 面 の 深 さを 示 す.1は, 震 源 域 の 北 東,2は 本 震 の 震 源 付 近,3は 震 源 域 の 南 西. 本 震 震 源 ( 星 印 )は, 基 盤 深 度 の 急 変 するところで, かつ 最 大 主 圧 縮 軸 (σ 1 )の 方 向 が 変 化 する 場 所 に 対 応 する.これらは, 構 造 の 不 均 質 によって 応 力 集 中 が 起 きている 可 能 性 を 示 している. 図 8 新 潟 県 中 越 地 域 の 不 均 質 構 造 概 念 図. 9. 本 震 前 の 地 震 活 動 の 変 化 この 地 震 の 発 生 前 に, 新 潟 県 中 越 地 域 やその 周 辺 で, 地 震 活 動 が 変 化 していたかは, 地 震 予 知 を 考 える 上 で 重 要 である. 気 象 庁 の 資 料 によると 震 源 域 のごく 近 傍 では, 2004 年 初 め 頃 から 地 震 活 動 が 低 かった.ただし, 同 様 な 傾 向 は,2000 年 ころにもあった. 一 方, 対 象 とする 領 域 を 少 し 広 げると,2004 年 10 月 に, 余 震 域 北 側 に 隣 接 す る 場 所 で 9 月 7 日 に M4.3 の 地 震 が 発 生 し,その 余 震 を 含 めると 地 震 の 直 前 に 地 震 活 動 は 活 発 化 したようにも 見 え る.さらに,1995 年 以 降 の 震 源 域 を 含 む 半 径 150km 程 度 の 広 域 の 地 震 活 動 を 見 ると,2003 年 後 半 から 2004 年 全
般 にかけて M4 クラスの 地 震 が 発 生 し,2004 年 6 月 ころ から M2 以 上 の 地 震 活 動 は 若 干 低 下 した.このように, 地 震 活 動 度 の 変 化 はこの 地 震 の 周 辺 であったかもしれない が, 対 象 とする 領 域 や 地 震 規 模 などの 取 り 方 をかえると 結 果 が 変 化 するので,これらの 地 震 活 動 の 変 化 だけから, 地 震 発 生 前 に 2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 の 発 生 を 予 測 する ことは 難 しかった( 図 9) 1). しかし, 地 震 活 動 の 変 化 を 正 しく 評 価 して 地 震 発 生 予 測 に 結 び 付 ける 努 力 は 必 要 であり, 統 計 地 震 学 的 に 厳 密 な 取 り 扱 いをした 研 究 は 重 要 である. 例 えば,Nanjo et al. (2006) 26) は, 新 潟 県 中 越 地 震 を 含 む 日 本 列 島 中 部 で, 1965 年 1 月 1 日 から 1990 年 1 月 1 日 までの M3 以 上 の 地 震 発 生 率 と 1965 年 1 月 1 日 から 1999 年 12 月 31 日 まで の 発 生 率 を 南 北 - 東 西 0.1 度 間 隔 の 格 子 毎 に 比 較 して, 地 震 発 生 率 の 増 減 を 計 算 した 結 果,2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 の 震 源 域 近 傍 で, 発 生 率 が 増 加 していることを 示 した. 図 9 2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 震 源 域 周 辺 の 地 震 活 動 2),2003 年 後 半 から 2004 年 全 般 にかけて M4 クラスの 地 震 が 広 域 で 発 生 している.M2 以 上 の 地 震 活 動 は 2004 年 6 月 ころから 若 干 低 下 している.
10.まとめ 2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 は, 日 本 列 島 内 陸 部 で 発 生 した 大 地 震 で, 死 者 68 人, 重 軽 傷 者 4,795 人, 住 家 被 害 121,495 棟,129,970 世 帯 (2008 年 9 月 24 日 現 在, 新 潟 県 発 表 )など, 大 きな 被 害 が 発 生 した. 計 測 震 度 が 制 定 さ れてから 始 めての 震 度 7が 記 録 され, 大 規 模 な 土 砂 災 害 が 発 生 したこと, 余 震 活 動 が 極 めて 活 発 なことがこの 地 震 の 特 徴 であった. この 地 震 では, 引 き 続 く 大 きな 余 震 とその2 次 余 震 の 活 動 によって, 全 体 として 余 震 活 動 が 極 めて 活 発 となっ た.この 地 震 に 直 接 対 応 する 活 断 層 は 知 られていなかっ たが, 過 去 の 地 震 活 動 や 活 褶 曲 構 造 など, 地 質 学 的 およ び 測 地 学 的 時 間 スケールでも 変 形 速 度 の 大 きな 領 域 (ひ ずみ 集 中 域 )であった. 地 震 波 トモグラフィー 法 に 等 に よる 構 造 解 析 の 結 果, 日 本 海 拡 大 に 伴 うリフト 構 造 に 関 係 する 不 均 質 構 造 が, 今 回 の 地 震 の 発 生 準 備 過 程 を 規 制 していたことが 推 定 された. 地 震 発 生 前 に 震 源 域 とそ の 周 辺 で 地 震 活 動 が 変 化 していることを 示 唆 する 幾 つか のデータは 得 られたが, 事 前 にこの 地 震 の 発 生 を 予 測 す るほどの 確 定 的 な 知 見 は 得 られていなかった. 今 後 の 研 究 の 進 展 が 待 たれる. 参 考 文 献 および 注 1) なお, 震 度 7 が 最 初 に 記 録 されたのは, 現 地 調 査 で 判 明 した 平 成 7 年 (1995 年 ) 兵 庫 県 南 部 地 震 で,2004 年 新 潟 県 中 越 地 震 以 後, 今 日 まで 震 度 7 は 記 録 され ていない. 気 象 庁 地 震 予 知 情 報 課, 2005. 平 成 16 年 (2004 年 ) 新 潟 県 中 越 地 震 の 地 震 概 要. 地 震 予 知 連 絡 会 会 報,73, 258-268. 2) 国 土 地 理 院, 2005. 北 陸 地 方 の 地 殻 変 動. 地 震 予 知 連 絡 会 会 報,73,269-317. 3) Ozawa, T., S. Nishimura, Y. Wada, and H. Ohkura, 2005. Coseismic deformation of the Mid Niigata prefecture Earthquake in 2004 detected by RADARSAT/InSAR. Earth Planets Space, 57, 423-428. 4) Sakai, S., N. Hirata, A. Kato, E. Kurashimo, T. Iwasaki, and T. Kanazawa, 2005. Multi-fault system of the 2004 Mid-Niigata Prefecture Earthquake and its aftershocks. Earth Planets Space, 57, 417-422. 5) Aoki, S., M. Nishi, K. Nakamura, T. Hashimoto, S. Yoshikawa, and H. M. Ito, 2005. Multi-planar structures in the aftershock distribution of the Mid Niigata prefecture Earthquake in 2004. Earth Planets Space, 57, 411-416. 6) Hirata, N., H. Sato, S. Sakai, A. Kato, and E. Kurashimo, 2005. Fault system of the 2004 Mid Niigata prefecture earthquake and its aftershocks. Landslides, 2, 153-157. 7) Kato, A., E. Kurashimo, N. Hirata, T. Iwasaki, and T. Kanazawa, 2005. Imaging the source region of the 2004 Mid-Niigata prefecture earthquake and the evolution of a seismogenic thrust-related fold.geophys. Res. Lett., 32, L07307, doi:10.1029/2005gl022366. 8) Kato, A., S. Sakai, N. Hirata, E. Kurashimo, T. Iidaka, T. Iwasaki, and T. Kanazawa, 2006. Imaging the seismic structure and stress field in the source region of the 2004 mid-niigata prefecture earthquake: Structural zones of weakness and seismogenic stress concentration by ductile flow. J. Geophys. Res., 111, B08308, doi:10.1029/2005jb004016. 9) Okada, T., N. Umino, T. Matsuzawa, J. Nakajima, N. Uchida, T. Nakayama, S. Hirahara, T. Sato, S. Hori, T.Kono, Y. Yabe, K. Ariyoshi, S. Gamage, J. Shimizu, J. Suganomata, S. Kita, S.Yui, M. Arao, S. Hondo, T. Mizukami, H. Tsushima, T. Yaginuma, A. Hasegawa, Y. Asano, H. Zhang, and C. Thurber, 2005. Aftershock distribution and 3D seismic velocity structure in and around the focal area of the 2004 mid Niigata prefecture earthquake obtained by applying double-difference tomography to dense temporary seismic network data. Earth Planets Space, 57, 435-440. 10) Takahashi, H., T. Matsushima, Teruyuki Kato, Akira Takeuchi, Teruhiro Yamaguchi, Yuhki Kohno, Takeshi Katagi, Jun'ichi Fukuda, Kazuya Hatamoto, Ryousuke Doke, Yuki Matsu'ura, and Minoru Kasahara, 2005. A dense GPS observation immediately after the 2004 mid-niigata prefecture earthquake.earth Planets Space, 57, 661-665. 11) 気 象 庁 気 象 研 究 所,2005. 平 成 16 年 (2004 年 ) 新 潟 県 中 越 地 震 の 本 震 と 最 大 余 震 のすべり 量 分 布. 地 震 予 知 連 絡 会 会 報,73,346-347. 12) Hikima, K., and K. Koketsu, 2005. Rupture process of the 2004 Chuetsu (mid-niigata prefecture) earthquake, Japan: A series of events in a complex fault system. Geophys. Res. Lett., 32, L18303, doi:10.1029/2005gl023588. 13) 小 林 巌 雄 立 石 雅 昭 吉 岡 敏 和 島 津 光 夫, 1991. 長 岡 地 域 の 地 質 地 域 地 質 研 究 報 告 (5 万 分 の 1 地 質 図 幅 ). 地 質 調 査 所,132p; 柳 沢 幸 夫 茅 原 一 也 鈴 木 尉 元 植 村 武 小 玉 喜 三 郎 加 藤 碵 一,1985. 十 日 町 地 域 の 地 質 地 域 地 質 研 究 報 告 (5 万 分 の 1 地 質 図 幅 ). 地 質 調 査 所,104p; 柳 沢 幸 夫 小 林 巌 雄 竹 内 圭 史 立 石 雅 昭 茅 原 一 也 加 藤 碵 一,1986. 小
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