Hi-net15周年

高感度地震観測網により得られたデータを活用した研究成果


以下は、防災科学技術研究所の高感度地震観測網（Hi-net）により得られたデータを活用した研究成果の一覧です。
	2014∼2015年・2015年・2014年 2011∼2013年 2002∼2010年
■2015年
No	研究成果
1	Asano, Y., K. Obara, T. Matsuzawa, H. Hirose, Y. Ito (2015) Possible shallow slow slip events in Hyuga-nada, Nankai subduction zone, inferred from migration of very low frequency earthquakes, Geophys. Res. Lett., 42, doi:10.1002/2014GL062165 日向灘における浅部超低周波地震活動とスロースリップイベント発生の可能性	日向灘における浅部超低周波地震活動とスロースリップイベント発生の可能性 2010年に日向灘で発生した浅部超低周波地震活動について、活動の時空間発展を詳細に調べた。その結果、経過時間とともに浅部超低周波地震の発生場所が移動する、いわゆるマイグレーション現象を捉えた。この活動の特徴から、浅部超低周波地震の発生にはプレート間で発生するスロースリップ（ゆっくりすべり）が関係している可能性があることが分かった。

2	Bianchi, I. G. Bokelmann and K. Shiomi (2015) Crustal anisotropy across northern Japan from receiver functions, J. Geophys. Res., 120, 4998-5012, doi:10.1002/2014JB011681

3	Kaneshima, S. and T. Matsuzawa (2015) Stratification of earth's outermost core inferred from SmKS array data, Progress in Earth and Planetary Science (PEPS), 2, 15, doi:10.1186/s40645-015-0046-5

4	Kita, S., and K. Katsumata (2015), Stress drops for intermediate-depth intraslab earthquakes beneath Hokkaido, northern Japan: Differences between the subducting oceanic crust and mantle events, Geochem. Geophys. Geosyst., 16, doi:10.1002/2014GC005603 北海道下の太平洋スラブ内における応力降下量の特徴	北海道下の太平洋スラブ内における応力降下量の特徴北海道で発生する太平洋スラブ内地震の応力降下量を推定し，その特徴を調べた．詳細な太平洋プレート表面が推定されている深さ範囲（深さ70-180km）においては，海洋性地殻で発生する地震の応力降下量は，海洋性マントルよりも小さいことを見出し，その原因が岩石の剛性率およびrupture mechanismsの違いである可能性を示した．さらに，海洋性地殻での応力降下量の深さ変化の特徴が，海洋性地殻を構成するMORBの相変化による剛性率の変化による可能性を示した．

5	Matsuzawa, T., Y. Asano, K. Obara (2015) Very low frequency earthquakes off the Pacific coast of Tohoku, Japan, Geophys. Res. Lett., 42, 4318-4325, doi:10.1002/2015GL063959 東北地方太平洋沖の超低周波地震	東北地方太平洋沖の超低周波地震東北地方太平洋沖の海溝軸付近の沈み込み領域浅部において，超低周波地震が発生していることを発見した．これらのセントロイドモーメントテンソル解は，東西方向に圧縮軸をもつ逆断層型を示す．テンプレートイベントを用いた地震波形の相関解析を2005年から2013年のデータについて行ったところ，超低周波地震が大きく分けて３つのクラスター状（北部，中部，南部）に分布していることが明らかとなった．中部のクラスターは，2011年東北地方太平洋沖地震の大すべり域付近に位置し，東北地方太平洋沖地震の前にのみ活動が検出されている．一方で，北部と南部のクラスターは，東北地方太平洋沖地震の大すべり域の周辺に位置し，東北地方太平洋沖地震後に活動が活発化している．この変化は，東北地方太平洋沖地震やそれに続く余効変動による応力場の変化を反映している可能性が考えられる．また，大地震のすべり域付近でも超低周波地震が発生していること，南部のクラスターの活動についてはさらに２つ以上の副クラスターに分けられることから，複雑な摩擦特性の分布が示唆される。

6	Sawazaki, K., H. Kimura, K. Shiomi, N. Uchida, R. Takagi, R. K. Snieder (2015), Depth-dependence of seismic velocity change associated with the 2011 Tohoku earthquake, Japan, revealed from repeating earthquake analysis and finite-difference wave propagation simulation, Geophys. J. Int., 201, 741-763, doi:10.1093/gji/ggv014 相似地震解析と差分法による波動伝播計算により明らかとなった２０１１年東北地方太平洋沖地震に伴う地震波速度変化の深さ依存性	相似地震解析と差分法による波動伝播計算により明らかとなった２０１１年東北地方太平洋沖地震に伴う地震波速度変化の深さ依存性本論文では、２０１１年東北地方太平洋沖地震前後に発生した相似地震波形記録に地震波干渉法解析を施し、東北地震前後の見かけ速度変化を調べた。P波部分とS波部分を用いた見かけ速度低下率は、前者（最大0.1%）より後者（最大0.2％）の方が大きく、特に後者については本震時に大きく滑った領域に近いほど顕著な低下が見られた。検出された速度低下率は、数百m深より浅い領域で検出されたS波速度低下率よりも１ケタ以上小さく、速度低下が地表近くに集中することを示唆する結果となった。さらに、差分法による波動伝播計算を行い、表層から150m深までの地震波速度を1%低下させるだけで観測された見かけ速度低下率をおおむね再現できることが分かった。150mより深部の領域における速度低下率は0.1%よりもはるかに小さく、東北地震による地殻変動に伴う歪変化から見積もられる速度低下率と矛盾しないことが分かった。

7	Takagi, R., K. Nishida, Y. Aoki, T. Maeda, K. Masuda, M. Takeo, K. Obara, K. Shiomi, M. Sato, and K. Saito (2015) A Single Bit Matters: Coherent Noise of Seismic Data Loggers Seismol. Res. Lett. 86(3), 901-907, doi:10.1785/0220150030

8	Jiang, G., D. Zhao, G. Zhang(2015)Detection of metastable olivine wedge in the western Pacific slab and its geodynamic implications, Phys. Earth Planet. Inter., 238, 1-7, 2015

9	小松正直，小田仁(2015)西南日本の三次元P波減衰構造, 地震第２輯, 67(4), 105-124, 2015?

10	Liu, X., D. Zhao(2015)Seismic attenuation tomography of the Southwest Japan arc: New insight into subduction dynamics, Geophys. J. Int., 201, 135-156, 2015

11	Matsushita, R., Kazutoshi Imanishi(2015)Stress fields in and around metropolitan Osaka, Japan, deduced from microearthquake focal mechanisms, Tectonophysics, 642, 46-57

12	Nakatani, Y., Mochizuki, K., Shinohara, M., Yamada, T., Hino, R., Ito, Y., Murai, Y. and Sato, T.(2015)Changes in seismicity before and after the 2011 Tohoku earthquake around its southern limit revealed by dense ocean bottom seismic array data, Geophys. Res. Lett., 42(5), 1384-1389

13	Takemura, S., Kazuo Yoshimoto, and Takashi Tonegawa(2015)Velocity increase in the uppermost oceanic crust of the Philippine Sea plate beneath the Kanto region due to dehydration inferred from high-frequency trapped P waves, Earth, Planets and Space, 67:41 doi:10.1186/s40623-015-0210-6

14	Takemura, S., Takashi Furumura, and Takuto Maeda(2015)Scattering of high-frequency seismic wave cased by irregular surface topography and small-scale velocity inhomogeneity, Geophys. J. Int., 201, 459-474

15	Wu, Yamada, Tamaribuchi, Beck(2015)Multi-events Earthquake Early Warning algorithm using a Bayesian approach, Geophys. J. Int., Vol.200 (2), pp.791-808, doi: 10.1093/gji/ggu437

16	Zhao, D.(2015)The 2011 Tohoku earthquake (Mw 9.0) sequence and subduction dynamics in Western Pacific and East Asia, J. Asian Earth Sci., 98, 26-29, 2015

17	Zhao, D., H. Kitagawa, G. Toyokuni(2015)A water wall in the Tohoku forearc causing large crustal earthquakes, Geophys. J. Int., 200, 149-172, 2015

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■2014年
No	研究成果
1	Hirose, H., T. Matsuzawa, T. Kimura and H. Kimura (2014) The Boso slow slip events in 2007 and 2011 as a driving process for the accompanying earthquake swarm, Geophys. Res. Lett., 41, 2778-2785, doi:10.1002/2014GL059791 群発活動の駆動プロセスとしての2007年と2011年の房総スロースリップイベント	群発活動の駆動プロセスとしての2007年と2011年の房総スロースリップイベント房総半島沖では群発地震を伴うスロースリップイベントが4－7年間隔で繰り返し発生する。傾斜変動およびGNSSデータに Network Inversion Filter を適用し、2007年および2011年房総スロースリップイベントのすべりの時空間発展を明らかにした。いずれの場合も、すべりは東の海域で発生しはじめ、2007年では北西に、2011年では西に移動した。これらのすべりの移動は、群発地震の移動と時間的・空間的に良く相関する。このことは、房総スロースリップイベントが群発地震を駆動する主要な過程であることを示し、さらにプレート間すべりのモニタリングが準リアルタイムの地震発生確立評価に役立つ可能性があることを示している。

2	Kita, S., J. Nakajima, A. Hasegawa, T. Okada, K. Katsumata, Y. Asano, and T. Kimura (2014) Detailed seismic attenuation structure beneath Hokkaido, northeastern Japan: Arc-arc collision process, arc magmatism, and seismotectonics, J. Geophys. Res., 119(8), 6486-6511, doi:10.1002/2014JB011099 北海道下の詳細な地震波減衰構造	北海道下の詳細な地震波減衰構造コーダ波スペクトル比法を利用した減衰構造の推定手法を，大量の波形データに適用して北海道下の減衰構造を推定した．それによりKita et al. [2012]の速度構造で見られた異常構造を確認し，２つの内陸大地震が日高地域下で見られる低減衰域の縁で発生したことを見出し，その発生と地殻流体との関係を指摘した．また，火山列が続く北海道東部および南部の背弧側では明瞭なマントルウエッジフローの存在を確認する一方，火山列が途切れている札幌地域下ではマントルウエッジフローがなく海洋性地殻中の低減衰域の下限が周辺域（深さ100km）と比べて深部シフト（深さ130km）することを見出し，北海道下での火山分布の偏りを減衰構造の違いから説明した(図１)．さらに，北海道東部で発生する地震のMT解を推定し，右横ずれ型の内陸地震が火山周辺の低減衰域を囲むように分布することを見出し，千島前弧スリバーの北限が一枚の面ではなく幅を持つことを指摘した．

3	Sawazaki, K., B. Enescu (2014) Imaging the high-frequency energy radiation process of a mainshock and its early aftershock sequence: the case of the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake, Japan, J. Geophys. Res., 119(6), 4729-4746, doi:10.1002/2013JB010539 本震および余震系列における高周波エネルギー輻射過程のイメージング：２００８年岩手宮城内陸地震の場合	本震および余震系列における高周波エネルギー輻射過程のイメージング：２００８年岩手宮城内陸地震の場合大地震の直後には極めて多くの余震が発生するため、その波形は地震記録上で互いに重なり合い、P波やS波の検測に基づく震源決定が困難となる。この問題を解決するため、本研究では余震を一個一個決めるのではなく連続的なエネルギー輻射過程とみなし、エネルギー輻射の時空間変化を直接推定する手法を提案した。この手法では、観測された地震波のエンベロープ形状をエネルギー輻射と散乱波エネルギーの寄与との畳み込みで表現できると考え、観測エンベロープをもっともよく説明できるようなエネルギー輻射関数を推定する。新手法を２００８年岩手・宮城内陸地震の発生後15分間の本震-余震波形に適用した結果、気象庁一元化震源に記載がない余震も含めた全ての余震からの合計エネルギー輻射量の時間変化を推定することに成功した。エネルギー輻射関数は、本震発生の40秒後以降からは大森-宇津公式に似て経過時間のべき乗にしたがい減衰した。また、エネルギー輻射関数の極大値がGutenberg-Richter則に似たべき乗則に従うことも明らかになった。本研究で開発した手法は従来の震源決定法に寄らずに早期に余震活動パターンを把握できるものであるため、大地震直後にその後の余震活動の推移を予測することにもつながり、防災上重要な研究成果である。

4	Sawazaki, K., R. Snieder (2014) Time-lapse changes of P- and S-wave velocities and shear-wave splitting in the first year after the 2011 Tohoku earthquake, Japan: shallow subsurface, Geophys. J. Int., 193(1), 238-251, doi:10.1093/gji/ggs080 地盤浅部における２０１１年東北地方太平洋沖地震後１年間のP波速度、S波速度、S波スプリッティングパラメータの時間変化	地盤浅部における２０１１年東北地方太平洋沖地震後１年間のP波速度、S波速度、S波スプリッティングパラメータの時間変化本論文では２０１１年東北地方太平洋沖地震によるS波速度とP波速度およびS波速度異方性の時間変化の検出を試みた。東北地震による強震動を受けた60か所以上のKiK-net観測点を対象にデコンボリュージョン解析を行い、地震動の強さと速度低下との関係を調べた。解析の結果、S波速度に関しては半数以上の観測点で地表-地中（深さ100m-504mの間）間で最大6%の低下が見られたが、P波速度およびS波速度異方性については統計的に有意な変化が見られなかった。この理由として、地盤にクラックが発生すると剛性率は低下するが体積弾性率には大きな変化がないこと、東北地方太平洋沖地震では多くの観測点があらゆる方向からの強震を受けたため、生成したクラックは特定の方向を向かずランダムに分布したことなどを指摘した。また、多くの観測点で対数比例型のS波速度回復が見られた。さらに、S波速度低下量は地表で観測された最大動的歪とはやや強い相関を示したが、地中での最大動的歪とはほとんど相関を示さなかった。この結果は、速度変化が生じる場所が深さ数十mよりも浅い領域に限られることを示唆する。

5	Abe S. and Norikazu Suzuki(2014)Universal clustering structure and C=0.85 scaling in complex earthquake networks , Physica A, 421, 343-346 (2015)

6	新谷昌人, 寺田聡一(2014)長基線レーザー干渉計による地殻ひずみの高精度観測, 光学, 第43巻, 73-79

7	Armbruster, J. G., Won-Young Kim and Allan M. Rubin (2014) Accurate tremor locations from coherent S and P waves, J. Geophys. Res., 119, 1-15

8	Chen J., Zhou Y.-Z., Wang H.-C.(2014)Detection of the Lehmann discontinuity beneath Tonga with short-period waveform data from Hi-net, Sci. China Ser. D-Earth Sci., 57(8): 1953-1960

9	Hobiger, M., U. Wegler, K. Shiomi and H. Nakahara (2014) Single-station cross-correlation analysis of ambient seismic noise: application to stations in the surroundings of the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake, Geophys. J. Int., doi:10.1093/gji/ggu115

10	Ikeda, T. and Takeshi Tsuji(2014)Azimuthal anisotropy of Rayleigh waves in the crust in southern Tohoku area, Japan, J. Geophys. Res., Vol.119(12), 8964-8975

11	Iritani, R., Takeuchi, N. & Kawakatsu, H.(2014)Intricate heterogeneous structures of the top 300 km of the Earth's inner core inferred from global array data: II. Frequency dependence of inner core attenuation and its implication, Earth Planet. Sci. Lett., vol.405, 231-243

12	Iritani, R., Takeuchi, N. & Kawakatsu, H.,(2014)Intricate heterogeneous structures of the top 300 km of the Earth's inner core inferred from global array data: I. Regional 1D attenuation and velocity profiles, Phys. Earth Planet. Inter., in press

13	KaneshimaS., Shoichi Yoshioka(2014)Dominant role of temperature on deep earthquake mechanics for the Tonga slab near the bottom of the upper mantle, 地球惑星関連合同学会, 66,138

14	Kato, A., A. Saiga, T. Takeda, T. Iwasaki and T. Matsuzawa(2014)Non-volcanic seismic swarm and fluid transportation driven by subduction of the Philippine Sea slab beneath the Kii Peninsula, Japan, EPS, 66, 88, (2014)

15	Kato, A., and K. Obara(2014)Step-like migration of early aftershocks following the 2007 Mw 6.7 Noto-Hanto earthquake, Japan, Geophys. Res. Lett., 41, doi:10.1002/2014GL060427

16	Kato, A., T. Igarashi, and K. Obara(2014)Detection of a hidden Boso slow slip event immediately after the 2011 Mw9.0 Tohoku-Oki earthquake, Japan, Geophys. Res. Lett., 41, doi:10.1002/2014GL061053

17	越谷信(2014)日本における活断層-地震災害，調査法および長期評価-, 骨材資源, 第46巻，no.182，77-93

18	Kosuga, M.(2014)Seismic activity near the Moriyoshi-zan volcano in Akita Prefecture, northeastern Japan: implications for geofluid migration and a midcrustal geofluid reservoir, EPS, 66: 77

19	國友孝洋 (2014) Hi-netデータによる走時変化計測の高精度化, 地震第２輯, 66(4)，97-112

20	Liu, X., D. Zhao(2014)Structural control on the nucleation of megathrust earthquakes in the Nankai subduction zone, Geophys. Res. Lett., 41, 8288-8293, 2014

21	Maeda, T., T. Furumura, and K. Obara(2014)Scattering of teleseismic P-waves by the Japan Trench: A significant effect of reverberation in the seawater column, Earth Planet. Sci. Lett., 397(1), 101-110, doi:10.1016/j.epsl.2014.04.037, 2014

22	Marine A. Denolle, Hiroe Miyake, Shigeki Nakagawa, Naoshi Hirata and Gregory C. Beroza(2014)Long-period seismic amplification in the Kanto Basin from the ambient seismic field, Geophys. Res. Lett., 41, doi:10.1002/2014GL059425

23	武藤大介, 上野寛, 溜渕功史, 岩切一宏(2014)平成23年（2011年）東北地方太平洋沖地震以降に活発化した福島県浜通りから茨城県北部における地震活動の特徴とその要因, 験震時報, 第78巻 1-28

24	Nishitsuji, Y., Issei Doi, Deyan Draganov(2014)The potential of imaging subsurface heterogeneities by natural local earthquakes, GEOPHYSICS,

25	Omi, T., Ogata, Y., Hirata, Y. and Aihara, K.(2014)Estimating the ETAS model from an early aftershock sequence, Geophys. Res. Lett., vol.41, pp. 850-857, doi:10.1002/2013GL058958

26	Shimojo, K., Bogdan Enescu, Yuji Yagi and Tetsuya Takeda(2014)Fluid-driven seismicity activation in northern Nagano region after the 2011 M9.0 Tohoku-oki earthquake, Geophys. Res. Lett., doi: 10.1002/2014GL061763

27	Shimojo., K., Bogdan Enescu, Yuji Yagi, and Tetsuya Takeda(2014)Fluid-driven seismicity activation in northern Nagano region after the 2011 M9.0 Tohoku-oki earthquake, Geophys. Res. Lett., 41, 7524-7531, doi:10.1002/2014GL061763

28	Tae-Gyu Yee, Junkee Rhie, and Hrvoje Tkalcic;(2014)Regionally heterogeneous uppermost inner core observed with Hi-net array, J. Geophys. Res., V119, 7823-7845

29	Takahashi, T., Koichiro Obana, Yojiro Yamamoto, Ayako Nakanishi, Shuichi Kodaira, and Yoshiyuki Kaneda(2014)S-wave attenuation structure on the western side of the Nankai subduction zone: implications for fluid distribution and dynamics, J. Geophys. Res., 119, 7805-7822

30	Tsuji, S., Y. Hiramatsu, and the Japanese University Group of the Joint Seismic Observations at the Area of Nobi Earthquake(2014)Spatial variation in coda Q around the Nobi fault zone, central Japan: relation to S-wave velocity and seismicity, EPS, 66:97, doi:10.1186/1880-5981-66-97

31	Uchide, T., Peter M. Shearer, Kazutoshi Imanishi(2014)Stress drop variations among small earthquakes before the 2011 Tohoku-oki, Japan, earthquake and implications for the main shock, J. Geophys. Res., Vol. 119, No. 9, pp. 7164-7174

32	Viens, L., A. Laurendeau, L. F. Bonilla and N. M. Shapiro (2014) Broad-band acceleration time histories synthesis by coupling low-frequency ambient seismic field and high-frequency stochastic modelling , Geophys. J. Int., 199, 1784-1797

33	Yabe S. and S. Ide(2014)Spatial distribution of seismic energy rate of tectonic tremors in subduction zones, J. Geophys. Res., 119, doi: 10.1002/2014JB011383

34	Yabe, S., A. S. Baltay, S. Ide, and G. C. Beroza(2014)Seismic wave attenuation determined from tectonic tremor in multiple subduction zones, Bull. Seism. Soc. Am, 104(4), doi: 10.1785/0120140032

35	Yano, E. T., Guangfu Shao, Qiming Liu, Chen Ji, Ralph J. Archuleta (2014) Coseismic and potential early afterslip distribution of the 2009 Mw 6.3 L'Aquila, Italy earthquake, Geophys. J. Int., 199, 23-40, doi:10.1093/gji/ggu241

36	Yoshida, K., A. Hasegawa, T. Okada, H. Takahashi, M. Kosuga, T. Iwasaki, Y. Yamanaka, H. Katao, Y. Iio, A. Kubo, T. Matsushima, H. Miyamach, Y. Asano (2014) Pore pressure distribution in the focal region of the 2008 M7.2 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake, Earth Planets Space, 66, 59, doi:10.1186/1880-5981-66-59

37	Zhang, M., Dongdong, Tian, Lianxing Wen(2014)A new method for earthquake depth determination:stacking multiple-station autocorrelograms, Geophys. J. Int.,

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