東京大学地震研究所
地震活動セミナー








第81回 2016/6/30(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 Dr.Robert Shcherbakov(University of Western Ontario)

The Statistics and Physics of Aftershocks
Aftershocks are ubiquitous in nature. They are the manifestation of relaxation phenomena observed in various physical systems. In the studies of seismicity, aftershock sequences are observed after moderate to large main shocks. Empirical observations reveal that aftershocks obey power-law scaling with respect to their energies (seismic moments) which in magnitude domain can be modelled by the Gutenberg-Richter law. The decay rate of aftershocks above a certain magnitude is typically inversely proportional to the time since the main shock and is approximated by the modified Omori law. The largest aftershocks in a sequence constitute significant hazard and can inflict additional damage to infrastructure that is already affected by the main shock. Therefore, the estimation of the magnitude of a possible largest aftershock in a sequence is of high importance. In this presentation, a Bayesian predictive distribution and the corresponding confidence intervals for the magnitude of the largest expected aftershock in a sequence are derived using the framework of Bayesian analysis and extreme value statistics. The analysis is applied to several well-known aftershock sequences world-wide to construct retrospectively the confidence intervals for the magnitude of the subsequent largest aftershock by using the statistics of early aftershocks in the sequences. In order to infer the physical mechanisms of triggering and time delays responsible for the occurrence of aftershocks, a nonlinear viscoelastic slider-block model is considered. It is shown that nonlinear viscoelasticity plays a critical role in the triggering of aftershocks. The model reproduces several empirical laws describing the statistics of aftershocks.


第80回 2016/6/2(木) 10:30-12:00 2号館2階第2会議室 Dr. Margarita Segou(British Geological Survey)

Recent Advances in Earthquake Forecasting
The scientific question How earthquakes are triggred?, begun with Dutton in the late 19th century, continued by Charles Richter and captured our scientific imagination through the research of Harris and Simpson, coining the term “stress shadow” in the late 80s. From the early 1990s almost every major earthquake has been followed by a number of high-profile publications focusing on the spatio-temporal evolution of earthquake sequences and how the specific mainshock promoted the occurrence of future events. Nowadays, physics-based triggering models, including rate-and-state effects, have been successful in reconstructing the evolution of aftershock sequences providing an alternative to statistical/empirical clustering models, known as ETAS. However, both models present shortcomings in capturing the breadth and wealth of triggered seismicity in different distances and time periods. In this seminar I will focus on recent advances in understanding earthquake triggering and estimating real-time probabilities, using examples from prominent sequences in Asia, such as the Nepal 2015 M=7.8, and a 4 earthquake sequences (2004-2011) in Chuetsu area in Japan.

第79回 2016/3/31(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 原田智也(東京大学 地震研究所)

明応七年六月十一日(ユリウス暦1498年6月30日)の日向灘地震は実在したか?
歴史地震のカタログに記載されている被害地震の中には,実在したのかどうかを再検討しなければならない地震が含まれている. 明応七年六月十一日(ユリウス暦1498年6月30日)の日向灘地震も,そのような地震の一つである. 『後法興院記』や『言国卿記』などの京都・奈良の日記には,明応七年六月十一日の“申刻”に大地震が記録されている. また,江戸時代初期に書かれた『九州軍記』という軍記物語には,唯一,明応七年六月十一日の地震による九州での大被害が記述 されている(ただし,地震の発生は“巳刻”と記されている).『日本被害地震総覧』(宇佐美・他,2013)では,『九州軍記』 における記述の信頼性は低いとしながらも,京都・奈良で申刻に記録された地震と,軍記に記述された巳刻の地震とを別々の地震 と考え,巳刻の地震の震央が日向灘に推定されている(M7.0〜7.5).また,『理科年表』(国立天文台,2015)の「日本付近のお もな被害地震年表」にも,「1948年 日向灘:九州で山崩れ,地裂け泥湧出.民屋はすべてこわれ死多数.・・・」と書かれている. しかしながら,明応七年の地震から100年以上後に書かれた文学作品である『九州軍記』のみに記述された巳刻の大地震とそれによ る九州の大被害から,明応七年六月十一日に日向灘地震が発生したと考えて良いのかは疑問である.よって,本研究では,『九州軍記』 における大地震とその被害記述の信憑性の検討を行った.その結果,以下に述べる理由により,『九州軍記』における地震とその被害に関する記述の信憑性は きわめて低いことが分かった.したがって,明応七年六月十一日の巳刻の日向灘地震は実在しないと考えられる.
(1)『九州軍記』には,僧了圓による慶長十二年(1607年)四月と記された序がある.序によると,軍記は肥前国草野村において, 烏笑軒常念(文禄四年(1595年)没),草野入道玄厚によって書き継がれ,慶長六年(1601年)に完成した.また,軍記完成から 約250年後の史料であるが『橘山遺事』によると,了圓も軍記の修正と補筆を行っていたようだ.よって,玄厚(と了圓)は,文禄五年 (1596年)の慶長豊後地震を近くで体験していると考えられ,その体験や情報が軍記の創作に影響した可能性が考えられる.
(2)明応七年六月十一日の地震の記述がある章は,明応七年に終わる章と永正二年(1505年)から始まる章との間にあり,文亀三年 (1503年)の飢饉と,応仁の乱以降の戦乱と度重なる災害による民衆の苦しみが記述されており,後に続く物語の舞台設定の性格が強い. また,この章には,過去の大地震が列挙されているが,このことから作者が過去の大地震を調べることができたことが分かる.よって, 明応七年六月十一日の地震も,年代記等から調べられたと考えられる.したがって,地震や飢饉がその後の物語を盛り上げるために利用 されており,地震による九州の大被害も創作である可能性が高い.
(3)地震被害の記述には,具体的な地名が無く,大地震による一般的な被害の描写である印象を受ける.また,この地震記述と酷似し た記述が,『九州軍記』より前に成立した『太平記』や『平家物語』といった軍記物語にみられる.さらに,軍記には,この地震が巳刻 に発生したと記述されているが,この時刻は,明応七年八月廿五日(ユリウス暦1498年9月11日)の明応東海地震の発生時刻である辰刻に近い. 実際,同時代史料である『親長卿記』や『塔寺八幡宮長帳』では,明応東海地震の発生時刻を巳刻と記している.したがって,軍記の作者が, 明応東海地震と六月十一日の地震を混同していた,あるいは,混同して記された文献に基づいて,六月十一日の地震とその被害を描写した可能性がある. そう考えると,同じく軍記に記された「今度ノ地震ハ九国ノミニ不限、四国・中国・畿内・東海・北国・奥州ノ果迄モ残ル所ナシ、」という記述も, それほど不自然ではなくなる.


第78回 2016/2/18(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 弘瀬冬樹(気象研究所)

1854年安政南海地震による愛媛県最南端(愛南町)での地震動・津波被害・地下水位変化−庄屋史料と藩史料の比較から分かる庄屋史料の有用性と地殻変動推定の可能性−
過去の南海地震について古文書による調査を行い、「蕨岡家文書」にある「嘉永七甲 寅年大地震記録」の原本コピーにより、安政南海地震時の愛媛県愛南町での地震動の 推移、地震に伴って発生したその他の自然現象と被害を詳しく検討した。この記録を 掲載した『新収日本地震史料』には自然現象及び被害描写の欠落や死者数の誤りが認 められた。深浦の死者数は101人ではなく1人であった。さらに、「蕨岡家文書」に記 された井戸の水位低下を体積ひずみ変化で定性的に説明した。


第77回 2016/1/28(木) 10:30-12:00 2号館2階第2会議室 遠田晋次(東北大学災害科学国際研究所)

固有地震モデル再考ー神城断層の活動履歴と2014年長野県北部地震
固有地震モデルとは,ある活断層で発生する地震規模と活動間隔が断層サイクル毎に”おおよそ"一定というものである.地震ハザード評価の 根底をなす.2014年長野県北部地震は兵庫県南部地震後に初めて発生した主要活断層沿いの地震であったが,固有地震モデルによる評価よりも顕著に小さいものであった(Mj6.7, Mw6.2).神城断層の約1/3の区間(9km)が動き,最大上下変位量は90cmであった.この理由を探るため,地震後に重点的な調査研究を実施して きた.その結果,神城断層での1つ前の地震はわずか300年前の1714年小谷地震である可能性が高まった.当初の1500年前後の活動 間隔よりも極端に 短い.また,糸静線の他の断層に関しても,活動間隔や破壊長の大きなゆらぎが予想される.本講演では神城断層の活動履歴 調査について紹介し,近年の国内外の研究結果とともに,地震規模や活動間隔の非一様性や地震サイクルの有無などを議論する.


第76回 2015/12/24(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 石辺岳男(東京大学地震研究所)

沈み込み帯に発生する巨大地震発生後の地震活動に対する静的クーロン応力トリガリング仮説の検証−豊富なメカニズム解カタログに基づいて−
本研究では,3つの沈み込み帯巨大地震(2004年スマトラ−アンダマン地震,2010年チリ地震,2011年東北地方太平洋沖地震)による応力変化と本震後の地震活動 との対応性について,豊富なメカニズム解を用いて調査した.本震すべりとして津波やGPSデータ等に基づき推定された不均質すべりを与え,受け手側のメカニズ ム解として1976年〜2015年9月末のGCMT解を用いた.本震前のメカニズム解に対して計算したΔCFFの中央値はほぼ0である一方で,本震後に発生した地震に対する 値は顕著な正の値を示し,その後に徐々に減少する傾向が認められた.このことは,本震による応力変化が正に偏って本震後の地震が発生し,第一近似的には本震 による静的応力変化で本震後の地震活動が説明可能であることを示唆する.一方で,地震活動を詳細に検討すると,本震による応力変化では説明できない活動も認 められ,動的な応力変化や間隙水圧の変化,高次の余震や余効すべりなど他の要因が可能性として考えられる.Miao and Zhu (2012, Chinese J. Geophys.)は, optimally-orientedなレシーバー断層(例えばKing et al., 1994, BSSA)を用いて上記3地震による応力変化と余震分布との対応について調査し,本震後にΔCFFが 正の領域で発生した地震の割合が50%以下であったことから,これらの地震ではクーロン応力変化によるトリガリング仮説が成立しないと結論付けた.しかしなが ら,optimally-orientedなレシーバー断層は,本震前後のメカニズム解の分布変化を必ずしも適切に反映することができず,大きな誤差を生じかねない.本研究の 結果は,先行研究とは逆に,本震による応力変化が本震後の地震活動に対して支配的な寄与を与えることを示唆し,また受け手側のメカニズム解の時間・空間的不 均質性を計算に適切に取り入れることの重要性を示している.


第75回 2015/10/8(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 波多野恭弘(東京大学地震研究所)

統計物理の観点から攻める(攻めたい)地震活動の物理
G-R則のb値や大森・宇津則のc値は、断層の剪断応力に対し負の依存性を示すことが示唆 されており、その一部は室内実験や物理モデルからもサポートされている。 本講演ではb値とc値の決まり方に関する我々の研究結果を中心に紹介したい。 b値は「不安定に伝播し始めた地震がどこで止まるか」で決まるので、震源域における応 力の不均一性・断層のラフネスなど、巨大スケールの物理が本質的である。応力不均一性 のモデルとみなせるいくつかのオートマトンモデルの解析を通じた現時点での理解を紹介 する。 他方、地震の発生頻度は不安定核形成の頻度に等しいと見なせるので、b値の場合のよう に巨大スケールのダイナミクスは考える必要がなく、b値よりは話が簡単かもしれない。 ここではいくつかの物理モデルに基づいて、c値の決まり方を最近の観測との関連も含め て論じたい。 本講演はSoumyajyoti Biswas、光藤哲也、加藤尚之、Clement Narteau, Peter Shebalin の各氏との共同研究に基づく。


第74回 2015/8/20(木) 10:30-12:00 2号館2階第2会議室 Dr. Matt Gerstenberger(GNS Science, New Zealand)

Recent Experiences in Operational Earthquake Forecasting in New Zealand
I will discuss forecast models that we have developed in response to earthquakes in the last few years in New Zealand. We have developed time-dependent models that build on basic ideas of aftershock clustering to produce forecasts for the long-term. These models have been important to the recovery of Christchurch and have been used in a revision of the building design standard and for the district planning for Christchurch. I will then discuss how we improved communication of this information in more recent New Zealand earthquakes. Finally, I will discuss some of the challenges we faced with the modelling and where I think key improvements for the future are needed. This includes the use of CSEP based testing information.


第73回 2015/7/9(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 Dr. Anne Strader (German Research Center for Geosciences)

Resolving Stress Singularities: a Rate-and-State Japan Earthquake Forecast
Retrospective evaluations of rate-and-state Coulomb stress transfer have shown consistent associations between increased Coulomb stress and seismicity rates (Toda and Enescu, 2011; Hainzl et al., 2009; Dieterich, 1992, etc). However, stress singularities occurring at the ends of fault dislocation patches tend to provide an unrealistic calculated stress field near active faults, where most earthquakes occur. The effects of such stress calculation artefacts may be mitigated through implementation of an inverse rate-and-state model, where seismicity rate variations are inverted to obtain Coulomb stress steps over time (modified from Dieterich, 2000). The resulting stress variations, from which expected seismicity rates are derived, show potential in a prospective Japan forecast due to low magnitude completeness thresholds, which allow for comprehensive delineation of the Coulomb stress field, particularly following the 2011 Tohoku earthquake.

第72回 2015/5/21(木) 10:30-12:00 2号館2階第2会議室 Dr. Danijel Schorlemmer (German Research Center for Geosciences)

History of network detection completeness in Japan
An important characteristic of any seismic network is its detection completeness, which should be considered a function of space and time. Many researchers rely on robust estimates of detection completeness, especially when investigating statistical parameters of earthquake occurrence like earthquake rates. Contrary to traditional approaches, we do not estimate completeness using methods in which the completeness magnitude is defined as the deviation of the frequency-magnitude distribution from the linear Gutenberg-Richter relation. Here, we present a method based on empirical data only: phase data, station information, and the network-specific attenuation relation. For each station of the network we estimate a time-dependent distribution function describing the detection capability depending on magnitude and distance to the earthquake. For each point in time, maps of detection probabilities for certain magnitudes or overall completeness levels are compiled based on these distributions. Therefore, this method allows for inspection of station performances and their evolution as well as investigations on local detection probabilities even in regions without seismic activity. We present a full history of network detection completeness for Japan and discuss details of this evolution. These results are compared with estimated completeness levels of other methods and with completeness levels in other regions of the World. All presented results are published on the CompletenessWeb (www.completenessweb.org) from which the user can download completeness data from all investigated regions, software codes for reproducing the results, and publication-ready and customizable figures.



第71回 2015/4/16(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 近江崇宏(東京大学生産技術研究所)

余震活動のリアルタイムな短期・中期確率予測
大きな地震が起こると、それに引き続きおびただしい数の地震、いわゆる余震が起こる。強い余震は時とし て被災地に追加的な被害をもたらすことがあるため、余震からの被害の軽減を目的として、余震活動の予測 がこれまで行われてきた。余震は本震の直後に最もよく発生するため、できるだけ早い段階から短期的及び 中期的な予測を行うことが重要である。しかしながら、初期の観測データから予測を行うには、いくつかの 技術的な問題がある。本発表では、余震の予測における問題点とそれをいかに解決して、実践的な予測を行 うかについて発表を行う。第一の問題は、初期の余震の多くが観測から漏れてしまうということである。つ まり、本震の直後では、不完全な観測データに基づき予測を行わなくてはならないため、これまで本震直後 の予測は非常に難しいと考えられていた。この問題に対して、我々は地震の検出率を用いることにより、観 測データの欠損を統計的に保管するような手法を提案した。この手法と大森―宇津則を組み合わせることで、 本震後数時間のデータからでも短期的な予測が可能であることを示す(Omi et al., 2013, 2014)。第二に、 比較的少数のデータから予測モデルのパラメータを推定すると、推定に大きな不確定性が生じるということ である。このような場合には、一つのパラメータを選んで、それを予測に用いると、予測が実際の観測を大 きく外してしまうということが生じうる。特にこの問題は、長い期間の予測を行おうとしたときに、より顕 著に現れる。この問題に対しては、推定の不確定性を考慮して予測を行うことで、偏りのない中期的な予測 を行えることを示す(Omi et al., 2015)。また時間が許せばリアルタイムに得られるデータから予測を行 う可能性についても議論するつもりである。


第70回 2015/3/19(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 井元政二郎(防災科学技術研究所)

相模トラフ沿いM8クラス関東地震発生確率の不確定性
地震調査委員会による相模トラフ沿い地震活動の長期評価(第二版;平成26年 4月25日)において,M8クラス地震発生確率が区間推定のデータに基づきBPT分布 を用いて評価されている.本講演では,1) 地形・地質学的知見から区間推定さ れた発生時期データと歴史地震による時間間隔との整合性,2)ポアソン分布と BPT分布との適合度の差,3)地形・地質学的知見における認識論的不確実性が発 生確率に及ぼす影響,について次の様に検討する.1) 歴史地震発生間隔に基づ く尤度をBPT分布パラメータの事前分布とすることで,地形・地質データと歴史 地震データを統合した推定が可能となる.長期評価報告書に準じた計算では,信 頼区間90%における30年確率平均値は0.7%,最大値8%となる.大正関東地震 (1923)と元禄地震(1703),永仁地震(1293)の3地震間の発生間隔を統合処理する と,平均値0.6%,最大値7%となり僅かに小さくなる.明応関東地震(1495)を加え た4地震の場合には平均値1.5%,最大値11.5%と少し大きくなる.2) ポアソン分 布を前提してBPT分布と同様の処理を行い,区間データを満たす時系列数により 適合度の比較とする.3) 長期評価に用いられた9個の地震発生区間に対して, 文献を手がかりとして区間数を変更し確率値を調べる.1区間の削除や1区間の 追加による試算では,確率平均値は1.4%あるいは3.4%と増加する.


第69回 2015/3/12(木) 10:30-12:00 1号館3階事務会議室A Margarita Segou (Visiting Researcher ISM, Tokyo)

Forecasting our Predictability: Are physics-based models the future?
The last decade dense seismological networks around the world provide the opportunity to study more aftershock sequences in seismically active areas across the world such as California (San Andreas Fault), Japan, New Zealand (Canterbury Fault, Christchurch) and continental rift systems (Corinth Gulf, Greece). The importance behind that is evident; the 2008 M7.9 Sichuan event continues having catastrophic aftershocks (2013 Lushan M6.6) after five years. The above provide the necessary motivation for geophysicists to develop short and long-term earthquake forecasts for providing to scientists and the public authoritative information on seismic hazard and answer ultimately the question /When the next big earthquake will occur/. Static and dynamic triggering are often described as the two primary mechanisms for earthquake clustering in time and space. Static triggering plays an important role in spatial clustering at distances 2-3 rupture lengths away from the seismic source whereas dynamic triggering studies usually focus on larger distances (>1000 km). My recent work provides evidence that physics-based earthquake forecast models, combining fault aging laws and the static stress triggering hypothesis, can accurately predict (80%) transient seismicity rates. But how dependent are our calculations on our incomplete knowledge of the ambient stress of a region? What are the implications behind the time dependent fault behavior? The last two questions are the key for reducing the uncertainties of physical forecast models. In this seminar I focus on recent development on physics-based earthquake models using worldwide examples, including pre-Tohoku and post-Tohoku aftershock sequences in Japan, and how they compare with statistical models. Furthermore, I discuss how we can reduce their uncertainties and sketch the future of our scientific predictability. /Is it possible to expect higher information gains in the near future?/ and, /How these forecast models could be most effective in Japan?/


第68回 2015/2/26(木) 10:30-12:00 2号館2階第2会議室 鶴岡弘(東京大学地震研究所)

GUIを用いたETAS解析ツールの開発
地震活動を解析するためには,震源データをその領域・時間・深さ・マグニチュード等により 切り出し,議論することが多い.データの切り出しはデータを多角的にプロットすることにより 試行錯誤的に行われるため,GUIを用いた地震活動解析ソフトウェアが開発され,利用されてきた.  最近,地震活動を統計モデルにより定量的に評価する手法として,ETASモデルが世界標準として利用されるように なったが,本報告では,そのETAS解析を地震活動解析ツールと同様にGUIにより直感的に操作しながら 解析を進めることの出来るツールを開発した.ツールの開発経緯や解析の仕方等デモを交えて詳細に紹介する.


第67回 2015/1/29(木) 10:30-12:00 2号館2階第2会議室 石辺岳男(東京大学地震研究所)

2011年東北地方太平洋沖地震後の日本内陸における地震活動変化の概観とその解釈(レビュー)
2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震後に,日本内陸,特に東北地方から中部地方に至る領域で顕著 な地震活動変化が観測されている.本発表ではまずこの地震活動変化について概観する.東北地方では,秋田 県北部,南部,ならびに男鹿半島南西沖や山形・福島県境域などで顕著な活発化が見られる.また,福島・茨 城県境では正断層型の非常に活発な地震活動が直後から開始し,4月11日はM7.0の地震が発生した.一方で, 2008年岩手・宮城内陸地震の余震域等では静穏化が見られる.また,猪苗代湖南方の群発的地震活動は東北沖 地震を境に活動がほぼ収束した. 関東地方の浅部では,伊豆や箱根,丹沢領域に加えて栃木・群馬県境(日光・足尾地域)や東京湾,千葉・茨城 県境付近などで活発化が見られる.関東深部では,茨城県南西部や千葉県北西部や北東部(銚子付近)のプレート 境界型地震で顕著な活発化が見られる一方で,プレート内部地震の変化は顕著でない.中部地方では特に糸魚川静 岡構造線沿いや飛騨山脈などで顕著な活発化が見られ,2011年6月30日には,牛伏寺断層付近を震源とするM5.4の 地震が発生した.また,2014年11月22日には長野県北部地震(M6.7)が発生し,長野県白馬村を中心に負傷者が発生した. これらの地震活動変化の要因について,以下に挙げる様々な解釈が試みられている.第一に静的クーロン応力変化である. 大局的に静的クーロン応力で説明可能な領域は多いが,本震後1週間に福島・山形県境領域で始まった群発活動のように 静的クーロン応力変化から期待される活動変化とは明らかに矛盾する領域も存在する.これらの領域の中には流体 の寄与を想起させる震源の移動が見られるものがあり,間隙流体圧の増加による断層強度の低下がその要因として 指摘されている.また,P波や表面波の到達時に発生したローカルイベントの存在は動的トリガリングの可能性を示 唆する.この他にも周辺の微小地震による二次(あるいはより高次)的なトリガリングや,余効すべりあるいは粘 弾性効果の影響も考えられる.本発表ではこれらの既往研究について網羅的にレビューし,残された課題について最後に述べる.


第66回 2014/12/11(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 西山昭仁(東京大学地震研究所)

歴史地震研究の現状と今後の課題
将来発生する地震について知るためには,過去に発生した地震について知る必 要がある.しかし,日本における地震の近代的な機器観測は明治期以降に開始さ れたに過ぎず,全国的な機器観測は100年にも満たない.そのため,それ以前に発 生した地震については,歴史学で用いる史料もしくは考古学で用いる考古資料な どに基づいて,調査や研究が実施されている.  本報告では,地震学における歴史地震研究について,その研究手法やこれまで に得られた成果について概観する.また,これまでの歴史地震研究では,震央や 規模など地震学的な要素を求めることに重点が置かれており,そこには少なから ず問題が内在している.今後,そのような問題にどのように取り組んでいくべき か,現時点での私見を披露したいと思う.

第65回 2014/11/13(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 五十嵐俊博(東京大学地震研究所)

東北地方太平洋沖地震後の相似地震活動
長期にわたり蓄積された地震波形データおよび地震の震源情報を活用すること により、日本列島周辺のプレート境界において相似地震が多数発見されている。 比較的定常的に繰り返す相似地震の再来間隔がプレート間における準静的すべ りの大きさとよく対応していることから、相似地震の情報は、プレート間固着 状態のモニタリングにも利用できる。そこで本セミナーでは、東北地方太平洋 沖地震発生前後の相似地震群の発生および消滅により明らかとなった、大地震 の地震時滑り域の広がりや、余効すべりの時空間変化について議論を行う。ま た、本年度からはじまった「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計 画」において、全国の研究機関で連携して取り組んでいる相似地震研究計画に ついても紹介したい。

第64回 2014/10/2(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 岡田正実(気象研究所)

繰返し地震に対する 長期的な発生確率計算法の検証 − BPT分布と対数正規分布の比較 −
地震調査委員会の長期評価では、地震発生間隔がBPT(Brownian Passage Time)分布に従うものとして、分布パラメータの推定値または標準値を条件付き確率の式に直接代入する方式(Plug-in方式)で長期的発生確率を求めている。岡田等(例えば、Okada et al., 2012)は対数正規分布を採用し、相似地震の発生確率をベイズ統計で計算している。長期評価の予測期間が30年と長いために、結果の検証は容易ではない。BPT乱数から多数の疑似データを作成し、繰り返し地震に対する長期的発生確率計算法の検証を試みた。主な結果は以下のとおりである。
(1) BPT分布と対数正規分布は、変動係数が0.5程度以下であればよく似た分布であるが、1程度以上では分布形状が異なってくる。
(2) 調査委員会の標準値α=0.24は、最尤推定値であり、不偏推定値より10%ほど小さい。推定誤差は0.05程度見込まれる。4断層評価後のデータを使用するならば、α値は大きく異なる。
(3) 発生間隔がBPT分布に従うとしても、αが0.5程度以下で、地震が数個であれば、BPT分布plug-in方式よりも、小標本論対数正規分布モデルがよい予測成績となる。
(4) 南海トラフの発生確率は、データの不揃いを考慮して、ベイズ統計BPT分布モデルで計算すると、2013年から30年間の発生確率が19%で、50年で41%となった。対数正規分布は再生性がないので、Excelによる計算は困難である。

第63回 2014/9/1(月) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 尾形良彦(東京大学地震研究所)

地震予測研究の展望
本セミナーにおいては、以上の述べる主張を具体的な例をもって示し、確率予測の実用化を目指した研究の展望を試みたい。  大地震予測の手掛かりになるのは各種の観測データの異常現象であろう.しかし,それが大地震の前兆なのか,どの程度切迫性があるのかなどの識別には大きな不確定さが伴う.一般に切望されているような決定論的地震予知は難しい。他方,「危険性が高い」「いつ起きても不思議でない」などの定性的な表現で終わらせたくない。地震発生の危険性やその変動を量的に示す確率的予測が必要である.予知に繋がりそうな定性的な知見が出ても,その定量的な予測が伴わないと困る. 地震予測において前兆(前駆)現象と異常現象(データ異常値など常時と違う状態)は明確に使い分ける必要がある.前者は既に大地震が起きてしまってからの概念であり,後者は「前兆かもしれない異常現象」で,地震予測では異常現象が前兆現象である確率が問題となる.たとえば「前震」は本震が起きてから認定されるもので明らかに前者の概念であり,「前震かもしれない」地震の群の性質,たとえば時空間的な発生の集中度やマグニチュード系列の増減や地域性の違いなど、を手掛かりとして前震の確率予測に結びつける必要がある. 大地震の確率予測の実用化には,各種観測データの積み重ねによって「異常現象」を定義し,それらが「前兆」である確率を見積もり,その確率利得を求める必要がある.ここで確率利得とは「大地震の確率予測が基準の確率にくらべ何倍高くなるのか、または低くなるか」という意味である.一種類の異常現象では高い予測確率を出せないかもしれないが,いくつかの異常現象が重なって観測されれば確率は高められる.長期の確率予測のもとで,中期や短期の異常現象を探し,各々の予測確率を見積もり,それらを組み合わせるのが有望な策であろう.たとえば前震の識別は短期予測で,地震活動静穏化活発化に基づく予測は中期予測である.

第62回 2014/6/19(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 田中秀実(東京大学大学院理学研究科)

有馬型流体の起源流体組成とフラックス推定
地下水の化学組成の変動は、地震を含む地殻変動の指標として古くから認知され、かつ世界の各地で現在も計測が続けられている。 しかしながら、その目的に対する組成測定の位置、着目する組成等の必然性、すなわち地殻変動観測に対する化学測定の背景動機 の必然性については、必ずしも明確ではなかったと考えられる。地震に関して言えば流体の前兆現象の存在がクローズアップされ がちであるが、研究初期の段階が遥か昔となり、その後、地震流体分野自体が衰退してしまったことを考えれば、この戦略は現代 では十分有効ではないと考えられる。本分野が再興するかどうかは、流体前兆現象の的中/非的中を越えて、流体物理化学量の変 動から断層等を含めた地殻の挙動を診断する診断学を確立させることができるか否かが鍵となるだろう。地殻変動を対象とした地 殻流体の診断学を確立できるかどうかを調べるために必要な課題は、大きく分けて三つある(田中ほか2012)。一つは、(1)地殻変動 を観察するために採取すべき流体の必然性、(2)流体を観測、分析するための装置の必要な性能の想定と実装実現、最後には、(3) 測定された結果事例の解釈=診断認知力の向上である。 以上のよう理念に基づき、その中の小さな一つを取り上げて検討した結果 を報告する。今回は、有馬温泉の湧泉を例として考える。有馬温泉は、複数の湧出源泉が存在し、掘削が行なわれた1940〜1950年 代以後、神戸市の管理のもと、一定の湯量と泉質を維持している日本でも数少ない温泉である。これまで多くの研究者の興味を引 き、表層地質、地下構造、湧出源、湧出経路を始めとした種々の研究が行なわれ明らかにされてきた。表層および地下構造の物理 探査の結果から、温泉水が断層を流路として上昇していることが明らかにされている。このような流体を我々は「断層流体」と呼 び新たな流体分類カテゴリーとした。地殻変動の監視に特化した場合、断層流体かそうでないかは観測対象を明確化する際の重要 な要素だからである。また、有馬温泉の起源については独特の同位体組成から、深部流体の混入が確実視されている。本発表は、 (1)なぜ、その位置で観察しなければならないのか? についての基礎的な課題と考えられる断層流体のフラックス定量を議論し、 過去の解析結果と比較検討する。



第61回 2014/5/13(火) 10:00-11:30 2号館2階第2会議室

Dr. Matt Gerstenberger(GNS Science, New Zealand)
Does using Coulomb stress change information create quantifiable improvements in earthquake forecast models?
The Darfield, New Zealand earthquake sequence has provided an interesting and active sequence for rigorous testing of earthquake forecast models that include Coulomb stress change information. Coulomb forecast models have long been discussed in the scientific literature as providing useful forecast information during aftershock sequences; however, a challenge that has limited our understanding of their ability is the difficulty in specifying such models so that they are prospective and unbiased. With they Darfield sequence we have the opportunity to use the Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP) earthquake forecast testing centre, that is already in operation in New Zealand, to develop Coulomb models in such a way. By taking advantage of archived data sets to provide all of the necessary inputs into the models, we are able to pseudo-prospectively test the models within the CSEP testing centre. An initial study by Steacy et al (2013) tested several models with Coulomb information. These models include a hybrid model with STEP (Gerstenberger, 2005), a rate-and-state based model, and several non-Coulomb models. Results of this study indicate that adding Coulomb information that was available 10-days after each main event, to a more traditional Omori-based model, provides a statistically improved forecast, even when attempting to test in an unbiased fashion. The experiment also highlighted significant differences when testing models retrospectively and pseudo-prospectively; these differences are driven the by reduced quality of data available to models in pseudo-prospective tests. Following this study, we are now implementing a larger experiment in collaboration with the European Union funded Strategies and Tools for Real Time Earthquake Risk Reduction (REAKT) project. In this experiment we are testing more than 20 Coulomb and non-Coulomb models within the NZ-CSEP testing centre. These models include hybrid statistical-Coulomb models and “pure” statistical and Coulomb models. We will discuss both experiments and their implications.

Dr. Thomas Beutin (GFZ German research Center for Geosciences)
Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability & Global Earthquake Model-Testing Center Software Development
The Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP) aims to improve our understanding about the physics and predictability of earthquakes through rigorous and prospective testing of earthquake forecast models. CSEP operates four testing centers in California, NewZealand, Japan, and Europe running prospective, automated evaluations of more than 350 models. These testing centers are the technical infrastructure of CSEP and implementall procedures and protocols for rigorous testing and evaluation of earthquake prediction experiments. These experiments run in various testing regions and comprise forecast periods of one day to many years. The CSEP testing center software system is the general infrastructure of all CSEP testing centers and is now being used for earthquake early warning systems, geodetictransientdetectors, intensity prediction equations, and ground-motion prediction equations. We present the recent developments and introduce the structure of the software system.


第60回 2014/4/17(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 平田直(東京大学地震研究所)

平成26年度から始まる「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」について
これまで、地震・火山噴火予知のための観測研究計画として実施された計画が平成26年度からは「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」として始まる。この計画の策定の意図と、新しい計画に期待することを概観する。 http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu6/toushin/1341559.htm 新しい計画では、
○ 地震・火山噴火の現象を理解し,地震と火山噴火の予知を目指すこれまでの方針から,それらに加え,災害を引き起こす地震動・津波・火山灰や溶岩の噴出などの予測にも力を注ぎ,地震・火山災害の発生・推移を総合的に研究することにより,防災・減災に貢献する災害科学の一部として計画を推進する方針に転換した。
○ 地震予知研究は昭和40年,火山噴火予知研究は昭和49年から,科学技術・学術審議会が建議する計画に沿って,全国の大学や関係機関が協力・連携して推進。平成21年度から両計画を統合して「地震及び火山噴火予知のための観測研究計画」を実施。平成23年東日本大震災を受け,平成24年に計画の見直しを実施。計画が平成25年度末で終了することから,平成24年に実施状況の総括的自己点検及び外部評価を実施。外部評価などの指摘を受けとめ,社会の要請を一層踏まえて計画を策定した。
○ 低頻度・大規模な地震・火山現象の解明や,地震・火山災害の事例研究,発生機構の解明,地震動,津波,降灰,溶岩流の事前評価と即時予測,体系的な災害情報発表方法の研究を新たに開始。そのため,地震学・火山学を中核に工学,人文・社会科学等を含む総合的かつ学際的に研究計画を推進することになった。


第59回 2014/3/27(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 小原一成(東京大学地震研究所)

深部低周波微動エピソードの現象学
深部低周波微動は、西南日本やCascadiaなどの沈み込み帯における巨大地震震源域の深部側で短期的スロースリップイベント(SSE)とともに発生するプレート境界現象であり、微動とSSEを併せてEpisodic Tremor and Slip(ETS)と呼ばれる。微動源とSSEすべり源の一致性から、精度良く求められた微動源の時空間発展はSSEのすべり破壊過程の詳細を反映すると考えられる。微動活動はプレートの走向方向に沿った帯状領域内でいくつかのセグメントに分かれ、それぞれのセグメントではほぼ一定間隔で繰り返し発生することから、その活動様式は固有地震的であるが、詳細に観察すると複雑である。例えば、プレート傾斜方向に幅の狭い領域内でも浅部と深部側で発生間隔が異なり、深部では小規模な微動活動が頻繁に発生するのに対して、浅部側では長い間隔で発生する大規模なエピソードのときにのみ活動する。このような大規模エピソードは深部側から開始する場合が多く、破壊進展による応力集中が深さ依存性を有する摩擦強度を越えたときに浅部への破壊が進展するものと考えられる。またエピソード内の活動域がプレート走向方向に沿って複数に分割されることがあり、その活動の終端部は微動分布の小ギャップに対応する。時空間的に近接したエピソードはこの小ギャップを境界としてきれいに棲み分けており、小ギャップによって区切られたサブセグメントのすべり欠損の状況が微動の伝播を規定することを意味している。このことは、活動履歴モニタリングによって、今後の活動予測がある程度は可能であることを示すものであろう。伊勢湾のような大きなギャップによって隔たれた2つのセグメントでは、ギャップを越えた微動の連続的移動がしばしば観測される。このような「連動」の条件を明らかにすることができれば、大地震の活動予測にも繋がるかもしれない。


第58回 2014/2/27(木) 10:30-12:00 2号館2階第二会議室 鶴岡弘(東京大学地震研究所)

CSEP-Japanあれこれ
2009年11月からCSEP-japanの地震発生予測検証実験が開始され, その結果が蓄積されている状況である.ただし,評価手法などの 疑問点等も浮き彫りになってきた,本発表では様々な 観点からCSEP-Japanの状況についての解説を試みる.

第57回 2014/1/20(月) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 Dr.Maximilian Werner (Princeton University)

Recent Results from the Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability
The Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP, www.cseptesting.org) provides a research infrastructure for the prospective, automated and independent assessment of earthquake forecasts and predictions in a variety of tectonic settings and on a global scale. The first testing center - the W.M. Keck Testing Center at SCEC - was launched in 2007 to conduct the first ever prospective and comparative earthquake forecasting experiment: the Regional Earthquake Likelihood Models (RELM) experiment, conceived by the USGS and SCEC to create and assess a suite of five-year earthquake forecasts for California. Since then, three more testing centers have been established in New Zealand, Europe, and Japan, and more are in development. Collectively, these centers are evaluating over 350 forecast models that are based on a wide variety of hypotheses about earthquake occurrence. In this presentation, I will review recent achievements of the global CSEP community and highlight recent results from California and from around the globe. I will begin with results from the completed RELM experiment, which has led to important advances in our understanding of how intermediate-term probabilistic forecasts should be specified and assessed. RELM results are also being utilized to refine seismic hazard estimates in the most recent version 3 of the Uniform California Earthquake Rupture Forecast (UCERF). Meanwhile, CSEP’s short-term predictability program is gaining insights into tracking – and forecasting – earthquake cascades, such as the 2010 Canterbury and the 2011 Tohoku sequences. The greater predictability of earthquakes during such periods appears ripe for use in Operational Earthquake Forecasting (OEF), and CSEP is increasing efforts to support OEF by government agencies by independently assessing the performance of candidate OEF models. Other ongoing CSEP activities I will present include developing capabilities to import and evaluate external forecasts and predictions that are produced outside of CSEP’s cyberinfrastructure. Prototype experiments include seismicity-based algorithms such as the well-known M8 prediction algorithm. I will conclude with future opportunities and challenges in the study of earthquake predictability.


第56回 2014/1/16(木) 10:00-11:30 1号館2階セミナー室 遠田晋次 (東北大学災害科学国際研究所)

静的クーロン応力変化による地震活動予測の限界:東北地方太平洋沖地震における検討
地震活動予測実験(Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability, CSEP)では,統計予測モデルだけではなく物理モデルに基づく予測手法の開発が期待されている.実用的な物理モデルとして,大地震にともなうステップ状 の静的応力の変化と,その時間依存性を考慮したモデルが既に提案されている.東北地方太平洋沖地震では10kPaを超える応力変 化域 が東日本全体に及び,広域で地震活動が誘発された.これにより多様な応力状態や地殻構造にある地域を巻き込み,上記モデルの基本フ レームワークの一般性が試される機会ともなった.また,時間依存性も含め,本震直後からの予測と評価が(定性的ながら)準リアル タイ ムで行われた.本発表では,1)静的クーロン応力によって予測可能な事象と2)予測不能であった事象に二分して整理する.2)につい ては,2-1)同モデルによって事後説明可能,2-2)他のモデルにより事後説明可能,2-3)予測・説明不可能,にわけて既往 研究 成果をレビューし,他の物理パラメータの重要性と地域特性等について議論する.

第55回 2013/12/17(火) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 原田智也 (東京大学大学院情報学環)

色丹島付近における千島海溝軸と直交する太平洋スラブの断裂
1994年北海道東方沖地震(Mw8.3)と,その余震域南西 端で発生した2000年根室半島沖地震(Mw6.8)は,太平洋 スラブ内における海溝軸と直交する断層面で発生した巨大・大地震 であった(Harada and Ishibashi, 2007)が,これら2つの 断層面は,海溝とほぼ直交する外洋側の2本の断裂帯(Hilde et al.,1976)のスラブ内延長上にある.また,Tanioka et al. (1995)が指摘していたように,1994年の断層面の北西延長上 にある国後島の北東で1978年に発生したMw7.8のやや深 発地震(深さ118 km, ISC)は1994年とほぼ同じ断層面 解を持ち,同一の断裂上で発生した地震であると考えられる.本研 究では,これらの地震以外の色丹島付近で発生したM7クラス の地震と定常的な地震活動の検討を行った.その結果,このスラブ 内断裂は,1978年,1994年,2000年の地震の他にもM7 クラスのスラブ内地震を引き起こしており,付近の定常的なスラブ 内地震の活動度も周辺と比べて高いことが分かった.

第54回 2013/11/28(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 加藤愛太郎 (東京大学地震研究所)

地震活動の時空間発展が物語ること
テンプレート地震を用いた連続波形記録との相互相関処理を施す ことで、検出限界に迫る地震カタログの構築に取り組んでいる。 新たに構築された地震カタログを基に、前震・余震・誘発地震 活動の時空間発展について議論したい。

第53回 2013/10/4(金) 13:30-15:00 1号館2階セミナー室 Dr. Danijel Schorlemmer (German Research Center for Geosciences)

The Maximum Magnitude Problem

Author:Danijel Schorlemmer, Robert A. Clements, Alvaro Gonzalez

Abstruct:Disasters caused by unexpectedly large earthquakes illustrate the need for reliable estimates of the maximum possible magnitude M (also known as Mmax) at a given fault or in a particular zone. Such estimates are essential parameters in seismic hazard assessment, but their accuracy remains untested. In fact, whether M can be tested or not is still uncertain. In this study, we discuss the testability of M and the limitations that arise from testing such rare events. We use a simple extreme value theory approach to derive the sampling distribution for the maximum magnitude, i.e. the probability distribution for the maximum of a sample of earthquake magnitudes, and propose a straightforward hypothesis test for M. The test is based on the largest magnitude observed in the sample. If it is larger than the estimate of M, or it is too unlikely, given the assumed magnitude probability density function, the estimate of M is rejected. We then perform a sensitivity analysis to identify which parameters have the most influence on this sampling distribution and conduct a power analysis for the test. Our results suggest that the sampling distribution is relatively insensitive to the overall M, except when the b-value of the Gutenberg-Richter distribution is low and the size of the sample is high. Consequently, the power of the test is high only under optimal conditions, such as when the hypothesized value of M is grossly different than the true M, or when the seismicity rate is very high. We discuss that these limitations, in practice, may imply that a wrong maximum magnitude estimate can rarely be falsified, and express our concern about the use of these unfalsifiable estimates in seismic hazard assessment. Finally, we revisit possible methods for estimating Mmax, highlight the problems associated with these methods, and discuss possible solutions.

第52回 2013/9/19(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 Dr. Jiancang Zhuang(統計数理研究所)

Foreshock phenomena and the Båth law implied by generic earthquake clustering
The foreshock phenomenon and the Båth law have been long time of research interest. The foreshock is expected to be useful in predicting damaging earthquakes, and the Båth law is used to evaluate the loss caused by aftershocks. Both of these two topics use the largest event in an earthquake cluster (the mainshock) as the reference, and cannot be clearly specified before the ending of the clusters. They are under argument that they are independent principle features of earthquake clustering or they can be derived by other simpler laws related to seismicity. This study starts from a branching model with two exponential laws: one is the positive exponential law for the expected number of earthquakes that an earthquake can trigger, and the other is the well-known Gutenberg-Richter law (negative exponential distribution). It is found that the magnitude distribution of the largest descendant from a given event determines the foreshock probabilities, which is close to the values in real seismicity. The Båth law can be expressed as asymptotic forms of this magnitude distribution. I have verified the above conclusions by analyzing real seismicity in Japan, New Zealand and Southern California and synthetic catalogs that are simulated by the ETAS model.


第51回 2013/8/29(木) 10:30-12:00 1号館2階セミナー室 Dr. Abhey Bansal (東京大学地震研究所)

A non-stationary epidemic type aftershock sequence model for seismicity prior to the 26 December 2004, M 9.1 Sumatra-Andaman Islands mega-earthquake
We study temporal changes in seismicity in Sumatra-Andaman Islands region before the M 9.1 earthquake of December 26, 2004. We applied the epidemic type aftershock sequence (ETAS) models to the seismicity. The two-stage non-stationary ETAS model with a single change-point provides a better statistical fit to the seismicity data than the stationary ETAS model throughout the whole period. We made further change-point analysis of datasets by dividing into two sub-regions. The best fitted models suggest that the seismic activation relative to the ETAS rates started in the middle of July 2000 (about 4.5 years before the M9.1 earthquake). This includes an increase in the background seismicity rates, particularly in the southern part of the seismogenic zone near the epicentre. A space-time ETAS model also suggests that the background seismicity throughout the entire Sumatra-Andaman Islands area had increased after the change-point time.



第50回 2013/6/20(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 福田淳一 (東京大学地震研究所)

2011年東北沖地震の余効すべりから 推定されたすべり速度に依存する 断層摩擦特性
多くの大地震後に観測される余効すべりは,地震時の応力変化に対する地震時すべり域周囲の速度強化の摩擦特性を持つ領域の応答であると理解されている.実際,これまで複数の地震後の余効すべりに対して,すべりやプレート境界面上における応力の時間発展は,速度強化の摩擦特性を仮定した速度・状態依存摩擦法則で説明できることが確かめられてきた.本研究では,2011年東北沖地震後の余効すべりの時間発展をGPSデータのインバージョン解析から推定し,余効すべりによるプレート境界面上における応力の時間発展を計算した.その結果,東北沖地震後のすべりと応力の時間発展は,通常仮定されるような,摩擦のすべり速度依存性を表すパラメータ(a-b)*sigma(sigmaは有効法線応力)が一定である速度強化の摩擦特性とは調和的ではなく,すべり速度が大きくなるにつれて(a-b)*sigmaが0に近づき安定性が減少するような速度強化の摩擦特性に調和的であることが分かった.インバージョンから得られたすべり速度と応力変化から(a-b)*sigmaをすべり速度の関数として推定したところ,(a-b)*sigmaは10 m/yr以下のすべり速度に対しては0.1 MPa程度であり,2003年十勝沖地震(Mw 8.3)や2005年Nias地震(Mw 8.7)等10 m/yr未満の最大すべり速度を持つ余効すべりから推定された値と同程度であるが,10〜100 m/yrのすべり速度に対しては(a-b)*sigmaは0.01 MPa程度であり,10 m/yr以下に対する推定値より一桁小さいことが分かった.速度強化領域における(a-b)*sigmaの値が0に近づくほど,隣接する速度弱化領域で発生した地震は速度強化領域に伝播しやすくなる.従って,このようなすべり速度に依存する摩擦特性は,(a-b)*sigmaが一定である場合と比較して,速度強化領域が地震時のすべりの伝播に対してバリアとして働くことを妨げるため,地震の空間的な広がりを決める一つの要因となっている可能性がある.


第49回 2013/5/30(木) 10:00-11:30 1号館3階セミナー室 中谷正生 (東京大学地震研究所)

小さな地震をどう捉えるか。
ごく最近になって、ETAS等の地震活動の「相場」から外れた、大地震の発生に直接の物理的因果関係をもつとおもわれる前震の存在がみなおされている[Lippiello et al., 2012, Nature SR; Bouchon et al., 2013, NatureGeo ]。また、AMR、静穏化等の中期的前兆活動についても、相転移的臨界現象というアナロジー的解釈にかわって、slow slipによる応力場の変化という保守的な解釈[Mignan, 2011, Techtonophysics]が提案されるようになった。次期計画に提案する「活断層と地震活動」の課題で前兆的地震活動は重要なテーマであるが、今回のセミナーでは、基礎的な理解を共有するために、より一般的なレベルで「小地震とはなにか」ということについて、わたしが重要だとおもっているいくつかの見方を議論したい。 広いスケール範囲にわたってなりたつ応力降下やEs/Moの、地震サイズへの非依存性、そして、小さな地震ほど発生数が多いというGR則をみれば、小さな地震は、大きな地震が成長途中で偶然停止したもの(もしくは、小さな地震が奇跡的に停止しなかったのが大きな地震)であるようにみえる。しかし、大地震を起しえない小さな断層は非常に多数あり、全く逆、すなわち、小さな地震は小さな断層の全部破壊(characteristic earthquake)であるというピクチャもなりたちうる。実際におこっている小さな地震には、大断層の部分破壊であるものも、小断層の全部破壊であるものもあり、それらの活動がもつ大地震の発生に対する情報は、全く異るだろう。 この観点にもとづいて、さまざまなタイプの小地震の活動からひきだしうる情報はなにかを整理する。
1。体積中にランダムに分布する小断層- Dieterichの地震活動モデル、応力インバージョン。->広域応力(変化)の情報。
2。大断層わきに高密度で分布する小断層。-> 1に準ずるが、傷の密度分布でバイアスがかかる。
3。大断層のごく小さな一部がおこす小地震(リピーター、狭義の前震)。->大断層のクリープ速度。
4。大断層上の、それなりに大きなdomainがすべる小地震(階層モデルの小アスペリティ、もしくは、純然たる「途中で止った」破壊) -> 小ぺの分布もしくは、広域的な固着の剥れ具合。
解釈には地震発生の力学モデルをかなり吟味する必要がある。 ちなみに、余震には、1,2,3が全て含まれていると考えており、データの豊富さから、相対決定手法等で個々の小地震と大断層の幾何的関係を押さえつつ、上記を区別して解釈する練習問題になりうる。 もうひとつ、地殻応力場に自然に存在すると期待される短波長大振幅の不均質によって、上記1の情報を得るのが非常に難しいことが最近指摘された[Smith and Dieterich, 2010, Pageoph, 167, 1067-1085]。地震学は短波長大振幅の応力不均質をやっと扱い始めたばかりだが、小地震を扱うにおいて避けて通れない重要な課題であるので、この論文を紹介する。



第48回 2013/4/18(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 波多野恭弘 (東京大学地震研究所)

地震活動モデル:SOCとその彼方
地震活動の機微から我々に役立つ情報を取り出したい。 たとえば「b値の低下」という現象一つとっても、我々はその背後にある物理過程を まともに理解していないので、そこから何かを断定するロジックは持っていない。 しかも、地震活動の唯物論的モデルを作って何らかの物理機構を提唱したとしても、 「それは本当に地震のモデルなのか」という批判は避けられない。 この批判は「地震自体」(=過不足ない地震の本質)を人類が理解しない限り 反駁できないので、唯物論的モデルはそこでとたんに説得力を失ってしまう。 (この批判を免れるのはETASのような経験批判論的モデルしかないが、 これは上で述べた我々の目的には適合しない。) とりあえず思いつく穏健な(しかし安易な)アプローチとしては、 「ナマの地震活動を実際に眺めているだけではなかなか得られない斬新な作業仮説」を 生み出すための道具としてモデルを使う事である。 つまり実体は結局誰も知らないのだから、反証可能な命題だけを相手にするという立場である。 セミナーでは、このような目的に合致した「よい」モデルがあるかどうかを議論する。とくに、 1.SOCに代表されるセルオートマトンモデル 2.非弾性粒子系モデル の二つについて、その「地震活動」の特徴を地震活動解析への示唆を念頭においてレビューし、 実際の地震活動解析に携わっている方々からのご批判をあおぎたい。

第47回 2013/3/19(火) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室

Talk1: Dr. Alan, T. Linde (DTM, the Carnegie Institution for Science, Washington, D. C.)

Revisiting the 1986 Eruption of Miharayama, Izu-Oshima, Japan: New Constraints on the Magmatic System by Combining Strain, Tilt and Level Line Data
Deformation changes due to the 1986 eruption of Miharayama volcano on Izu-Oshima, Japan, were well monitored by using leveling surveys, tiltmeters, and borehole strainmeters and a number of studies have used these data sets separately. We revisit this eruption in an attempt to determine model parameters that satisfy all the various data sets. The eruption consisted of two stages: activity from 15 – 20 November 1986 was followed by quiescence for about 1.5 days and then fissuring started on the 21st. For the first stage no precursory deformation can be recognized in the continuous tilt and strain records. Both types of records can be well fit by a depressurizing shallow (~4km) reservoir, similar in depth to earlier models, but require a sub-vertical prolate spheroidal source rather closer to the surface breakout point. The strain and tilt records have very similar time signatures and, by comparison with the time history of eruptive volume, these data require replenishment of the shallow reservoir from a deeper (~30km) source during and following the eruptive activity. The second stage was preceded by clear strain and tilt changes indicative of dike formation and both data types show that significant deformation continued for days following the cessation of eruptive product; in fact the majority of magma movement was from a reservoir into a large dike (extending to the south-east) that did not break the surface; the top depth is constrained primarily by changes at the on-island strainmeter site and by elevation changes determined by line level surveys before and following the eruption. By imposing, on a continuous basis, conservation of magma among the sources and the erupted material we obtain models, evaluated at one minute intervals, which agree very well with the strain changes and are consistent with the other deformation data. Including the large dike in the modeling is necessary to provide a good fit to the time history of all the strain sites that recorded the eruption (at distances greater than 50km), including one site for which a Mogi-dominated model would require changes of the wrong polarity.


Talk2:Dr. I. Selwyn Sacks (DTM, the Carnegie Institution for Science, Washington, D. C.)

Earthquake Fault studies, modeling, forecasting and prediction
Earthquake prediction has been a notable disappointment in the seismological community despite years of data. One problem may be the lack of a realistic physical model of the earthquake fault and source. A model should yield realistic b-values, and have events over a range of magnitudes with more or less the same stress drop as is commonly observed. Only if the model results fit these and other observed characteristics, can it be used for meaningful comparison with data. Some observations over many decades do seem promising but not for standard techniques and instrumentation. B-value changes may occur before great earthquakes, but usually are recognized only after the event, when the location is known.
One result of high shear stress in fault regions can be dilatancy, and that has been recognized in the laboratory for half a century. This causes both strengthening and, by providing increased pore space, decreased pore pressure on the fault. The stiffer fault zone somewhat shields the surrounding area leading to magnitude-dependent quiescence. Many examples are available and will be shown. However, both the above observables can only suggest a future earthquake at some time possibly years later, i.e. only a forecast.
Eventually, water seeps back into the dilatant region and the pore pressure recovers, leading to enhanced failure probability. Generally, this cannot be detected seismically. The dilatancy collapse will, however, expel water that has filled the dilatancy-caused pore spaces. This expelled water is very often observable. There are numerous examples directly or indirectly observed. The time involved is of order days, so this can be, and has been, a real prediction. Examples will be shown. The observables discussed above, can potentially suggest a different strategy and instrumentation, for forecast and prediction of damaging earthquakes.

第46回 2013/3/14(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 Dr.Kevin Chao (東京大学地震研究所)

Non-volcanic tremor characteristics in Taiwan and their stress interaction with local earthquakes
Recent findings of tremor in Taiwan have shown it to be an ideal region in which we can study the relationship between tremor and earthquakes. Although several studies (Chao et al., GJI, 2012; Chao et al., SSA Meeting, 2011) have identified triggered and ambient tremor beneath the southern Central Range of Taiwan, a number of fundamental characteristics of tremor in Taiwan remain unclear. In this study, we auto-detected eight-year (2004~2011) continuous seismic waveforms and obtained tremor episodes under the southern Central Range using the Waveform Envelope Correlation and Clustering (WECC) method and a spatio-temporal clustering criterion. We also quantified tremor activity before and after the local 4 March 2010, Mw6.3 Jiashian earthquake, the hypocenter of which is located about 30 km away from active tremor sources, and the 2010 Mw8.8 Chilean earthquake, which occurred six days before the Jiashian mainshock. This special dataset provides a means of studying the relationships among ambient tremor, triggered tremor, and local and regional earthquakes.
Analysis of the data shows that ambient tremor in the southern Central Range of Taiwan is characterized by frequent recurrence of short duration (5~24 min. per day); however, unlike other subduction environments, the Nankai tremor zone exhibits a continuous occurrence of tremor episodes from a period of hours to days. The analysis also shows that ambient tremor in Taiwan surrounds an active triggered tremor source and that its spectrum is similar to that of triggered tremor, but with lower amplitude, which confirms the theory that triggered tremor is a sped-up result of ambient tremor. We found that background noise in this region during the local daytime period exhibits larger amplitude than that of ambient tremor, implying that if we employ borehole seismometers in the study region, we should be able to detect more tremor episodes. Our findings also show that maximum tremor activity occurred within ten days after the Jiashian mainshock, indicating a static stress interaction between the tremor rate and locally occurring earthquakes, and that tremor rate gradually returned to its previous status six months after the mainshock. Although the dynamic stress from the Chilean earthquake exceeded the tremor-triggering threshold of 8-9 kPa in Taiwan, it neither triggered tremor nor influenced local seismicity. The study found no evidence that significant change in tremor activity correlated with that of the Chilean earthquake or local seismicity. Finally, we examined potential slow slip events in nearby regions with geodetic observations from GPS data and found no direct evidence of a connection between the GPS observations and tremor episodes. Our investigation of ambient tremor in Taiwan can lead to more thorough understanding of tremor-generated zones and geological structures in this region.


第45回 2013/2/28(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 直井誠 (東京大学地震研究所)

南アフリカ金鉱山で観測された,既存弱面に密集する微小破壊
平板状金鉱脈の採掘による応力集中で最大Mw 3程度の地震が発生する南アフリカCooke #4 shaft (旧Ezulwini鉱山)に,Mw -5以下まで検知可能なAE観測網を展開,観測を継続している.3ヶ月の間に収録された波形をもとに,震源決定・Mw推定を行い,48万個のAEからなるカタログを作成した.これらの90%は,非常に大きい差応力下にある採掘前線直近に位置する一方で,残りの10%のほとんどは,薄いもので50 cm以下の厚みの中にほとんどの震源が集まる,複数のハイコントラストの2次元状震源分布を示した.大きいもので80mの広がりを持つこれら平面状クラスタのいくつかが既知の地質断層やJointに重なっていること,クラスタ周囲で大きなイベントが起こった記録がないことや,AE活動レートが一定であることから,平面状クラスタは既存弱面に関係した定常活動であると考えられる.採掘前線直近のAE群は,従来南アフリカ金鉱山の地震に対して報告されていたものと同様,常識的なb値(1.3)を示したのに対し,平面状クラスタのAEは高いもので2.19という非常に高いb値を示した.また,進行する採掘前線付近に位置するあるクラスタは,3ヶ月の間に新規に活動が始まったものであり,活動域が20mまで拡大した様子とその間にb値が2.45から1.49に大きく低下したことが観察された.また,別のあるクラスタでは,これら平面状クラスタで起こったAEとしては突出して大きいMw0の2つの地震が10分間隔で発生した.最初のMw0地震の直前には破壊開始点直近で多数のAEが起こっていたにもかかわらず,破壊開始点周辺への震源の集中や活動の加速は見られなかった.2つめのMw0地震に関しては,破壊開始点直近にAE活動が集中する様子が確認された.また,これらの破壊の開始・停止と既存弱面の分岐が関係しているという観察結果も得られた.


第44回 2013/1/17(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 山科健一郎 (東京大学地震研究所)

地震活動予測を考える:予測モデルの検討とラクイラ問題への所感
2009年11月に開始された日本での地震活動予測テストは,現在4年目に入って いる.大きな地震の発生を予測できるようになりたいという目標からは距離があ るかもしれないが,こうして始めたからには互いに刺激しあって十分な成果を上 げ,日本発の予測モデルが世界に向けて示されてほしいと考えている.  私達は,1年遅れて2010年11月から予測モデルT1(長期傾向予測)と T2(長期傾向+ETAS),およびT3(周期的傾向加味)を提案してテストに加 わり,その後,順次改善を図ると共に,更にT4,T5を追加した.この機会 に,それらの内容について紹介したい.  一方,2009年4月6日に中部イタリアで起きたラクイラ地震に際して,事前に安 全宣言と受け取られる見解を出した諮問委員会の出席メンバーが訴追され,一審 で有罪とされたこと,また,それに対して国内,国外の科学者組織が相次いで声 明を出したことは,科学史的にも大きな出来事だったと思われる.この問題につ いても少しふれておきたい.


第43回 2012/12/20(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 津村建四朗 (財団法人 地震予知総合研究振興会)

前兆現象の多様性と“実践的地震予知”
阪神淡路大震災以降、学会の趨勢は「前兆現象は複雑多様で当面は短期・直前予知」 は不可能」として、「基礎研究」重視に転換し、地震予知の棚上げ・先送り状態をそ の後続けさせる結果となった。しかし、過去には1930年の北伊豆地震の際の中央気象 台や静岡県の対応に見られる予知成功に近い実例や松代群発地震や1975年以降の伊豆 半島付近の異常地殻活動のように社会対応を迫られたケースがあり、今後も同様な事 態に直面すると考えられる。その際、何らの予測的情報も出さないでは済まされない であろう。そのような場合の対応を仮に“実践的地震予知”と呼ぶことにする。  津村(1994)は、前兆現象と考えられているものには、「自然発火型」(真の前兆現 象)と「引火型」(見かけの前兆現象)の2種類あり、多くは後者ではないかという 考えを提唱した。「引火型」の前兆現象の場合は、複雑多様性を持つことは当然予想 され、大地震の発生につながらないおそれも大きい。しかし、長期的あるいは中期的 に大地震の発生が予測されている場所の近くで、その発生の引き金を引くかもしれな い顕著な現象が検出された場合には、的確な予知ではないことについての社会的理解 を予め得ておいて、適切な注意喚起の情報を発表するのがひとつの"実践的地震予 知”であると考えられる。

第42回 2012/11/15(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 石辺岳男 (東京大学地震研究所)

関東地方における2011年東北地方太平洋沖地震による静的クーロン応力変化と地震活動度変化の相関性
Correlation between the static Coulomb stress changes imparted by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku earthquake and changes in seismicity rate in Kanto region
関東地方で発生した地震のメカニズム解を受け手側の断層メカニズムとして,2011年東北地方太平洋沖地震による静的クーロン応力変化(ΔCFF)を計算し,本震前後の地震活動度変化と比較した.本震後の地震活動度変化は概ね東北沖地震によるΔCFFで説明が可能であるが,動的応力変化,流体の寄与や余効すべりといった別の要因も可能性として考えられる. Ishibe et al. (2011)では,関東地方で過去に発生した30,000個余りの地震のメカニズム解に対してΔCFFを計算し,ΔCFFが0.1 bar以上増加した地震数が約16,000個であった一方で,0.1 bar以上減少した地震数は約8,000個であったことを示した.また,30 kmより浅い地震に対しては静岡県東部から神奈川県西部において,深さ30~100 kmの地震に対しては茨城県南西部と東京湾から銚子に至る領域でΔCFFが増加した地震の割合が多かったことから,これらの領域で地震活動が活発化する可能性を指摘した. 本発表ではまず,これらの領域において東北沖地震後に地震活動が顕著に活発化したことを示し,ΔCFFとの相関性について議論する.次に,首都直下地震観測網(MeSO-net)で観測された初動に基づき推定したメカニズム解,ならびにF-netメカニズム解を受け手側の断層メカニズム解としてΔCFFを計算し,本震後に発生した地震のメカニズム解に対するΔCFFが本震前に比べて顕著に正に偏っている傾向にあることを示す.最後に,Ishibe et al. (2011)において指摘しなかったいくつかの領域における本震前後の地震活動変化について触れ,考えられうるその他の要因について考察する.

第41回 2012/10/25(木) 10:00-11:30 1号館3階セミナー室 Ting Wang (University of Otago・東京大学地震研究所 外国人研究員)

Statistical analysis of long-term seismicity and short-term earthquake forecasting
Earthquakes are processes in which the internal workings are only observed indirectly, although the final effects are all too observable! Hidden Markov models (HMMs, a general statistical framework for modelling partially observed systems) are an intuitively attractive idea for analysing seismicity. I will first introduce a model we developed, the Markov-modulated Hawkes process with stepwise decay, for investigating long-term patterns in seismicity rate. The catalogue of the Landers earthquake sequence, which included multiple mainshocks, was used as a case study. I will show how this model captures the cyclic parent-generating-offspring feature of the temporal behaviour of earthquakes. The decomposition of the earthquake cycle motivated the construction of a non-linear filter measuring short-term deformation rate-changes to extract signals from GPS data. This is presented in the second part of the talk, which examines possible short-term precursory information in GPS data (from New Zealand and Southern California). An independent test was conducted using data from Japan, which suggests that precursory information for large earthquakes can be detected in the GPS measurements of deformation. The probability gain of using GPS signals to predict large earthquakes against a Poisson model is between 2 and 4.

第40回 2012/9/20(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 鶴岡弘(東京大学地震研究所)

CSEP Tests
地震活動に基づく地震発生予測検証実験のグローバルスタンダードである Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP)の テスト(予測モデルと実際の地震発生のConsistencyを評価する.また, モデル間の比較を行う)について,その基礎から現状の問題点までの議論を 行う. また,解析が間に合えば,相似地震と地球潮汐との相関について, 東北地方太平洋沖地震前後の変化の結果を報告する.


第39回 2012/8/23(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 加藤尚之(東京大学地震研究所)

力学モデルに基づく地震活動のシミュレーションと予測実験の提案
断層面上の摩擦特性に不均一を導入することにより複数セグメントに分割 された断層を考え,長期間の地震活動のシミュレーションを行っ た.シミュ レーション結果に基づき,活動期の繰り返し,震源の移動,地震の繰り返しの統 計的性質,相互作用の強さと地震の周期性の関係などに ついて議論する.ま た,単純な2自由度モデルをもちいて,地震サイクルが周期性をもつ場合とカオ ス的になる場合について議論する.

第38回 2012/6/14(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 Dr.Talbi Abdelhak (東京大学地震研究所)

A new alarm-based earthquake forecast model: Application to M7+ events in Japan
We present an alarm-based earthquake forecast model that uses the ratio of the first to second order moments of earthquake inter-event times, namely mean ratio (MR), as a precursory alarm function to forecast large earthquakes. The proposed model is based on the idea that MR is associated with long term changes in background seismicity which may be anomalous before large events. The performance of the proposed model in forecasting M≧7 target earthquakes is tested using inter-event times from M≧6 events occurred in Japan during the period 1890-2012. Three retrospective tests are performed to evaluate long, intermediate and short term performance. To discuss the applicability of the proposed model, we use optimal spatial maps obtained by minimizing the forecasting error (miss rate + alarm rate). Using an alarm rate of about 20%, the forecast maps catch in hot spots 15 of the 18 shallow earthquakes occurred in the testing region during the last two decades. Comparing to the relative intensity (RI) method, the miss rate of shallow events is reduced by about 60 %. At short term, the proposed model succeeds in predicting the 2011 Mw 9.0 Tohoku earthquake for which very high MR values are calculated few time before the mainshock. Finally, we examine MR signals from 0.5°x0.5° grid cells, and find high MR values with eventually typical MR increase before many large events occurred between 1890 and 2011.

第37回 2012/5/28(月) 16:30-18:00 1号館3階セミナー室 Dr.Felipe Dimer de Oliveira(Macquarie University)

Risk Frontiers: world class risk modeling
Risk Frontiers is an independent research institution established to increase the understanding of risk for the insurance and reinsurance industry. Over the years, we have developed a range of products for this end: from historical databases to catastrophe loss models. Risk Frontiers was created with multidisciplinary skill, from physics to GIS, from social sciences to history and mathematics and computer science. In this talk we will present the range of the main achievements of Risk Frontiers over the last years. Our catastrophe loss models, encapsulated by the multi-peril workbench and also present some of our most significant published research, including our study of earthquake cluster detection presented at the JPGU meeting.

第36回 2012/5/10(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 Dr.Chan Chun-Han (台湾大学・東京大学地震研究所 外国人研究員)

Short-term earthquake forecasting through a smoothing Kernel and the rate-and-state friction law: Application to Taiwan and the Kanto region, Japan
An earthquake forecasting approach was employed for estimating the spatio-temporal distribution of seismicity density in Taiwan and the Kanto region, Japan. To evaluate long-term seismicity rate, a smoothing Kernel function based on the distribution of past earthquakes was proposed. With the use of the rate-and-state friction model, short-term rate evolution according to the fault-interaction stress disturbance was forecasted. To test feasibility of this model, it was applied using a catalog for the area surrounding Taiwan. It leads to good agreement between the model forecast and actual observations to prove its forecasting accuracy. To check its stability, we estimated the deviation of the models according to different parameters used in the approach. We conclude that deviations within each parameter had an insignificant impact on forecasting stability. For the application to the Kanto region, we proposed a 3D forecasting model due to its complex tectonic setting. The seismicity patterns at various depths are illustrated and the seismicity rate in the crust and along the subduction zones can be distinguished. The high seismicity rate offshore in the east at the depth of 20-50 km can be associated with stress increase imparted by the 2011 Tohoku sequence. This phenomenon can be forecasted according to the rate-and-state friction model. The proposed approach, with verified applicability for seismicity forecasts, could be useful for seismic hazard mitigation. The application could provide a warning before the occurrence of consequent earthquakes and would be valuable for consequent studies, e.g., probabilistic seismic hazard assessment.

第35回 2012/4/18(水) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 光藤哲也 (東京大学地震研究所)

簡単な地震のモデルにおける頻度の大偏差関数と規模別頻度分布の相図とスケーリング
A scaling approach and phases of the large deviation function for frequency and the size-frequency distribution in simple models of earthquakes
地震規模を統計的に扱う法則としてグーテンベルグ・リヒター則(GR則)が広く 知られている。すべての地震を考慮したとき、この法則はよく成り立つことが知 られている。しかし、大規模な地震を考えるときには十分なデータ数が得られな いことなどから、分布の端に関しては特徴的な大地震が多発するかしないかなど の議論がある。一方、分布の端での振る舞いを詳細に記述する大偏差関数という 統計量が非平衡統計物理学においても注目を集めている。最近になってマルコフ 過程の確率モデルでの大偏差関数を数値的に計算する方法が開発され、系の大き さがより大きな場合にも応用もされるようになってきた。そこで、我々は大規模 な地震を特徴づける量としても期待される大偏差関数を簡単な地震モデルにおい て計算しその性質を調べた。 簡単な地震モデルとして一次元forest-fireモデルを取扱い、地震の発生点を限 定したモデルも含め4種類のモデルにおいて、まず規模別頻度分布を求めてそれ ぞれの振る舞いを議論する。次に、系内で起こる最大の地震の頻度の大偏差関数 を数値的に計算し、平均の頻度でのスケーリングを用いて一様ポワソン過程にお ける大偏差関数を比較すると、ほとんどの場合に一様ポワソン過程からズレるこ とがわかった。現れる大偏差関数の特徴的な場合として、一様ポワソン過程と全 てのサイトが連動する場合のみの解が存在することもわかった。また、大偏差関 数の振る舞いと規模別頻度分布の振る舞いとの関連を議論したいと考えている。 さらに、実際の地震カタログを用いて大偏差関数を求めて一様ポワソン過程の場 合との比較を試みる。
Statistical indices for characterizing earthquakes are important for understanding the mechanism of earthquakes. The Gutenberg-Richter law for the earthquake magnitude is well established in seismology and it is well known that the b-value depends on time and space. However in the tail part of the distribution which corresponds to large magnitudes, the functional form is still a subject of concern not only because we want to know how frequent the large earthquakes occur but also because we have insufficient data of large earthquakes. To study further the frequency of large earthquakes, we adopt a large deviation function(LDF). The LDF is related to the probability of rare events which constitute the tail part of the distribution. Recently, a population Monte Carlo method has been introduced to obtain the LDF of Markov Processes. In this study we adopt an one-dimensional forest-fire model to simulate earthquake sequence, which can be understood as one of minimalist models for earthquakes. We numerically calculate the LDF for frequency in the four different models of different numbers of trigger sites. Size-frequency distributions are calculated and the behaviors are classified into phases. Among various earthquakes that occur in the models, for practical reasons, we focus on the system-size earthquake which is the earthquake that break all the area. We numerically calculate the LDF for the frequency of the system-size earthquake, and scale the LDF by the mean frequency. We draw a phase map by comparing the LDF of the present model to that of the homogeneous Poisson process, where in most cases the deviation from the Poisson process is observed. We find two characteristic cases which are the Poisson LDF and the cooperative solution. Finally we calculate the LDF from the real seismic catalogs and compare the LDF to that of the homogeneous Poisson process.


第34回 2012/3/28(水) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 Dr.Jeremy Zechar (ETH)

Earthquake prediction and earthquake forecasting: betting against the house and peer-to-peer gambling
In 2003, the Reverse Tracing of Precursors (RTP) algorithm attracted the attention of seismologists and internationalnews agencies when researchers claimed two successful predictions oflarge earthquakes. These researchers had begun applying RTP toseismicity in Japan, California, the eastern Mediterranean and Italy;they have since applied it to seismicity in the northern Pacific, Oregon and Nevada. RTP is a pattern recognition algorithm that uses earthquake catalogue data to declare alarms, and these alarms indicate that RTP expects a moderate to large earthquake in the following months. The spatial extent of alarms is highly variable and each alarm typically lasts 9 months, although the algorithm may extend alarms in time and space. We examined the record of alarms and outcomes since the prospective application of RTP began, and in this paper we report on the performance of RTP to date. To analyse these predictions, we used a recently developed approach based on a gambling score, and we used a simple reference model to estimate the prior probability of target earthquakes for each alarm. Formally, we believe that RTP investigators did not rigorously specify the first two 壮uccessful・ predictions in advance of the relevant earthquakes; because this issue is contentious, we consider analyses with and without these alarms. When we included contentious alarms, RTP predictions demonstrate statistically significant skill. Under a stricter interpretation, the predictions are marginally unsuccessful.

第33回 2012/3/2(金) 10:30-12:00 2号館第2会議室 Dr.Max Werner (Princeton University)

The Role of Small Earthquakes in Earthquake Triggering
Earthquakes seldom come alone, but the physics of the clustering and triggering remains controversial. A clue might come from mounting empirical evidence and some theoretical considerations that suggest that the many small earthquakes actively contribute in the redistribution of stresses in the crust. In this talk, I will begin with an overview of observations and proposed physical mechanisms of earthquake triggering before focusing on two appealing but contested models, in particular: fault slip triggered by the static stress changes induced by earthquakes, and fault slip triggered by the dynamic stress changes due to passing seismic waves. Using Japanese and Californian data, I find little evidence of dynamic triggering by small quakes; meanwhile, static stress modeling of the 1992 M7.3 Landers earthquake sequence suggests small quakes are important.

第32回 2012/2/13(月) 15:00-16:00 1号館3階セミナー室 Dr.Gerassimos A. Papadopoulos (Institute of Geodynamics, National Observatory of Athens)

The importnat role of foreshocks for the prediction of the mainshock

第31回 2012/1/31(火) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 Dr. David Spurr (Spurr Consulting Services)

Seismic risk impacts of the March 2011 Tohoku-oki earthquake
The March 2011 Tohoku-oki earthquake substantially changed crustal tectonic stresses throughout northern Honshu.The extent of change in stress field means the historical earthquake catalogue for the last 50 – 80 years no longer provides a reliable model for expected near future seismicity patterns. Due to unknown insurance loss impacts of the earthquake, signing of international contracts for renewal of several major Japanese earthquake reinsurance programmes scheduled for 1 April (just three weeks after the earthquake) had to be deferred until 1 July. Urgent re-evaluation of the reinsurance risk was undertaken using the EEPAS model to account for time-dependant impacts on background seismicity. The modelling was based on earthquakes recorded to 30 April and identified two main areas of increased seismicity that impacted seismic risk estimates for residential insurance exposures. These were the PAC-PHS interface under northern Kanto (“Kanto fragment”) and the PAC interface in the area off Boso peninsula (“Off Boso”). Both areas coincided with areas of estimated Coulomb stress increase identified by Toda and other researchers and with substantially increased seismic activity immediately following the Tohoku earthquake. Detailed subsequent investigations of the seismic hazard and risk impacts in these and several other zones have been undertaken. Aspects investigated include temporal changes in activity rates and b-values, and other magnitude-frequency issues, as well as Coulomb stress change and aftershock activity relationships with large earthquakes triggered by other major subduction zone earthquakes. This presentation mainly discusses aspects of the investigations relating to the “Kanto fragment” and especially “Off Boso” areas.

第30回 2011/11/24(木) 10:30-12:00 1号館3階セミナー室 石辺岳男・島崎邦彦・佐竹健治・鶴岡弘 (東京大学地震研究所)

2011年東北地方太平洋沖地震前後の主要活断層周辺における地震活動度変化
Change in seismicity around the Quaternary active faults due to the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake
 主要活断層帯周辺における地震活動度が,東北地方太平洋沖地震の発生前後でどのように変化したかを調査した.その結果,複数の活断層帯において明瞭な変化が認められた.震源域から離れた活断層帯は本震による正の静的クーロン応力変化(以下ΔCFF)で概ね説明することができる.一方,東北地方の逆断層帯など一部の活断層帯周辺における地震活動度変化は,活断層帯の断層パラメータ(走向,傾斜,すべり角)を仮定したΔCFFでは説明が困難である. 大地震の発生頻度は一様ではなく,プレート間(巨)大地震の前後に集中して発生する傾向にある(Shimazaki,1978).例えば,1896年の明治三陸地震の発生から2ヵ月半後には,陸羽地震(M7.2)が秋田県と岩手県の県境にある真昼山地の直下で発生し,大きな被害を及ぼした.陸羽地震の震源域では,明治三陸地震後に活発な群発的活動があったことが報告されており(Imamura, 1913),活断層帯周辺における3月11日の地震前後での地震活動度変化を調査することは,活断層帯で発生する大地震への影響を評価するうえで重要である.
   そこで本研究では,主要活断層帯周辺における地震活動度変化を調査し,その断層パラメータで計算されたΔCFFとの整合性を議論した.それぞれの活断層帯から5 km以内(または10 km以内)に本震前1年間,本震後8カ月間に発生したM1.0以上の地震をIshibe and Shimazaki (2008, 2011)の手法により抽出し,累積頻度曲線・M-Tダイヤグラム,ならびに震源分布を描かせた.震源カタログは確定震源が公開されている期間(2011年2月末まで)は気象庁一元化震源を,以降(2011年3月から)は暫定震源を用いた.本震による活断層帯におけるΔCFFは,GPSと海底地殻変動から推定された余効変動を含めたモデルから推定された値(地震調査委員会,2011)を用いた.なお,活断層周辺で本震前に地震が全く発生していない,あるいは本震前後の期間内で発生した地震数がいずれも10個未満であった活断層帯は対象外とした. その結果,境峠・神谷断層帯主部,北伊豆断層帯,真昼山地東縁断層帯,長町-利府線断層帯,横手盆地東縁断層帯北部,牛伏寺断層,十日町断層帯西部,六日町断層帯南部,長井盆地西縁断層帯,高田平野東縁断層帯,猪之鼻断層帯,生駒断層帯,糸魚川静岡構造線北部において地震発生率が10倍以上という明瞭な地震活動変化が認められた.これらの活断層帯における特徴は以下の(1)〜(4)に大局的に分類される.

(1):本震後に付近で発生した大地震(誘発地震)に伴う余震を含む活断層帯
(2):本震後に付近で活発化したクラスター的活動を含む活断層帯
(3):活断層帯の断層パラメータを受け手側のメカニズム解として計算されたΔCFFで説明可能な活断層帯
(4):(1)~(3)のいずれにも属さない活断層帯

 (1)はその活断層帯の断層面付近には明瞭な活動度変化は認められないが,3月11日以降に発生した大地震の余震が多数含まれているものである.十日町断層帯西部,高田平野東縁断層帯,六日町断層帯南部の周辺における本震後の地震活動は,いずれも3月12日に付近で発生した長野・新潟県境の地震(M6.7)に伴う余震がほとんどである.(2)は,(1)と同様にその活断層帯の断層面近傍ではなく,周辺で活発化したクラスター的活動を含むもので,長町‐利府線断層帯,長井盆地西縁断層帯が該当する.(3)は,活断層帯のごく近傍において明瞭な活動度変化が認められ,3月11日の地震によるΔCFFの増加と調和的であるもので,境峠・神谷断層帯主部,北伊豆断層帯,牛伏寺断層などが該当する.(4)は,活断層帯のごく近傍において明瞭な活動度変化が認められるが,その活断層帯の断層パラメータで計算されたΔCFFでは説明が困難であるもので,真昼山地東縁断層帯,横手盆地東縁断層帯北部,猪之鼻断層帯,生駒断層帯が挙げられる.猪之鼻断層帯と生駒断層帯は,見掛け上の摩擦係数により値は変化するものの本震によるΔCFFは非常に小さい.真昼山地東縁断層帯と横手盆地東縁断層帯北部は,ΔCFFが大きな負値を示すにも関わらず活発化している.東北地方において本震後に活発化した領域では,従来の逆断層型とは異なる正断層型や横ずれ型のメカニズム解の地震が多く発生しており,その多くは本震前の震源分布とは相補的な関係にある.このことは,地殻内の応力状態が非常に不均質であるか,あるいは容易に主軸が回転可能なほどテクトニックな応力が小さい可能性を示唆する.
 上記の活発化した活断層帯とは逆に,会津盆地東縁断層帯や2008年岩手・宮城内陸地震(M7.2)の余震域のように本震後に余震活動が収束あるいは静穏化した領域も見られ,これらの静穏化は活断層帯の断層パラメータで計算されたΔCFFと調和的である.本研究では活断層帯からの距離で地震活動を抽出したが,活断層帯における地震活動度の推定精度を向上させるためには,メカニズム解の分布等の情報を加味した判断基準が必要である.また,デクラスタリング処理や震源分布の精査に基づくより定量的な議論が今後の課題である.

第29回 2011/10/17(月) 13:00-15:00 1号館3階セミナー室 Dr. Danijel Schorlemmer (German Research Center for Geosciences, Germany)

CSEP - Past, Present, and Future

第28回 2011/9/29(木) 10:30 1号館3階セミナー室 高波鐵夫(東京大学地震研究所)

State-space modeling for the volumetric strain data
The time series utilized for geodetic signal analysis, such as strain data, usually is largely affected by barometric pressure, earth tide and precipitation, and also suffer from missing observations due to instrument maintenance or breakdown. To detect informative geodetic signal from heavily noise-affected data, one must build a time series model for decomposition of the data taking into account the characteristics of effects from these covariates. This paper shows a new modeling method for detecting geodetic signal from earthquake-related time series data by introducing pole-restricted precipitation model, jump component and pre-processing with AR model for interpolating missing observations. Using the proposed method, a geodetic sample data can be decomposed stably into several components including geodetic trend signal, barometric pressure response, earth tidal response, precipitation response and data level shift due to mechanical maintenance or breakdown. The decomposition of the time series and the interpolation of the missing observations are performed very efficiently by using the state-space representation and the Kalman filter/smoother. Finally, case study of real volumetric strain data recorded by the bore-holed Sacks-Evertson strainmeter at Urakawa of Hokkaido demonstrates the effectiveness of the proposed modeling method that leads to some important findings.

第27回 2011/8/18(木) 10:30 1号館3階セミナー室 鶴岡弘(東京大学地震研究所)

地震活動解析ソフトウェア(TSEIS)の現状およびCSEPテスト環境の構築方法
地震カタログを用いた地震活動解析においては,カタログに対する時間/空間/マグニチュードの選択などのインタラクティブな操作をしつつ,M-T図や断面図作成など,可視化についても簡単に行える機能があることも 必要である.鶴岡が開発してきた地震活動解析ソフトウェア(TSEIS)の現状について,各種プラットフォーム(Windows, Mac, Unix)の開発環境の状況などを含めて簡単に報告する.  セミナーでは,地震活動解析の世界的な標準となったETAS解析との連携の仕方について説明するとともに,現在利用可能な地震カタログについても紹介する.  さらに,Collaboratory Study for Earthquake Predictability (CSEP) で標準的に使用されているテスト(N-, L-, M-, S-, R-TEST)を動作させるための構築方法についても紹介する.


第26回 2011/6/23(木) 10:30 1号館2階事務会議室A 楠城 一嘉・石辺岳男・鶴岡弘・横井佐代子(東京大学地震研究所)

東北地方太平洋沖地震前後の地震活動度など
Talk1:楠城 2011年東北地方太平洋沖地震以前のb値の時空間変化         
Talk2:楠城 2011年東北地方太平洋沖地震の余震を用いた発生予測検証実験:序報  
Talk3:石辺 2011年東北地方太平洋沖地震による首都圏における地震活動変化
Talk4:鶴岡 東北地方太平洋沖地震前後の気象庁自動震源について
Talk5:横井 地震活動評価に基づく地震発生予測実験の進行状況-3ヶ月予測と1年予測- 


第25回 2011/4/28 楠城 一嘉(東京大学地震研究所)

Predictability study of the aftershock sequence following the 2011 off the Pacific coast of Tohoku earthquake: First results
Despite no reliably deterministic earthquake precursors, we increasingly gain information on probability-based forecasting using the understanding of space-time earthquake clustering. Clustering-based models aiming at earthquake forecasting within the next 24 hours are under test in the global project “Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP)”. Here we show that the 11 March 2011 magnitude 9.0 off the Pacific coast of Tohoku earthquake provides an opportunity to conduct a predictability study, evaluating the existing 1-day CSEP models against its unprecedented active aftershocks. This talk starts from some background and recent progress of the CSEP Japan activity, and then discusses the experimental rules and first results. We imply the urgent need to accelerate time-dependent earthquake predictability research.

第24回 2011/3/24 原田 智也(東京大学地震研究所)

日本海溝北部・千島海溝沿いで発生した(巨)大地震の時空間分布
日本海溝北部〜千島海溝は,M8級のプレート間地震が時 間・空間的に規則正しく発生する典型地域とされてきた(宇津,1972;1984).しかしながら, この地域ではM8級のプレート間地震以外にも,M7級のプレート間地震が複数発生しており,特に,1994年三陸はるか沖地震(Mw7.8)は,1968年十勝沖地震 (Mw8.2)で破壊した2つのアスペリティのうち南側の再破壊であった(永井・他,2001).さらに,この地域では,1993年釧路沖地震(Mw7.7),1994年北 海道東方沖地震(Mw8.3)のようなスラブ内地震,2007年,2009年にシムシル島沖で発生したMw8.1,Mw7.4のアウターライズ地震,1975年色丹島沖地震(Mt7.9) のような津波地震も発生している.本研究では,この地域において1913年〜2010年の約100年間に発生したM7以上の地震全てについて,本震・余震の震源再 決定をおこないその時空間分布を検討した.特に,1950年代以前の地震に関しては,それらがどのタイプの地震であったのかを,再決定した本震・余震の 位置と日本における震度分布の特徴から推定した.その結果,この地域におけるM7以上の地震の発生様式は,従来考えられてきたよりもより複雑であることが分かった.

第23回 2011/2/10 Giuseppe Falcone(INGV, Italy)
Short-term and long-term earthquake occurrence models for Italy: ETES, ERS and LTST
The evaluation of any earthquake occurrence model requires the application of rigorous statistical methods. It implies univocal definition of the model characterizing the concerned anomaly or precursor, so as it can be objectively recognized in any circumstance and by any observer. The hypothesis of an earthquake occurrence model can be set up, in quantitative form, through the definition of the necessary parameters achievable from the retrospective analysis (learning phase). After this phase the hypothesis must be tested on a dataset independent of the dataset used in the learning phase, possibly obtained after such a phase. The last phase for the construction of an earthquake occurrence model is the application of the methodology to real cases. In my group we have implemented and tested three earthquake occurrence models applied to the various regions of the globe (Italy, California, Japan, New Zealand, Greece and Turkey) to assess the occurrence probabilities of future earthquakes: two as short-term (24 hour) models, and one as long-term (5 and 10 years). The first model for short-term forecasts is a purely stochastic epidemic type earthquake sequence (ETES-Epidemic Type of Earthquake Sequence) model. The second short-term forecast model, named epidemic rate-state (ERS- Epidemic Rate-and-State) model is physically constrained by the application of the Dieterich rate-state constitutive law to earthquake clustering. The last earthquake occurrence model, called long-term stress transfer (LTST-Long Term Stress Transfer) model, is based on the BPT statistical distribution of interevent times, and includes the perturbations of earthquake probability for interacting faults caused by static Coulomb stress changes. The forecast verification procedures have been carried out in forward-retrospective and in real time way making use of statistical tools as the Relative Operating Characteristics (ROC) diagrams, Log-likelihood, N-Test, L-Test and comparison between observed and forecasted number of events. The seismic hazard modelling approach so developed, after a suitable period of testing and refinement, is expected to provide a useful contribution to earthquake hazard assessment, even with a possible practical application for decision making and public information. These models have been submitted to the Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP) for forecast testing in Italy (ETH Zurich) and Japan (ERI Tokyo). These forecast testing Centers assess the validity of such models to predict the occurrence of earthquakes.

第22回 2011/1/14
Talk1: Tom Parsons (USGS, USA)
What causes aftershocks?
Despite decades of research devoted to this question, we still do not know how mainshocks cause aftershocks. To incorporate earthquake interactions into long term forecasting, we must understand the underlying physics of earthquake triggering. In this presentation I show new and recent research that attempts to isolate static and dynamic stressing signals so that we can learn more about their relative abilities to trigger other earthquakes. We conclude that a static stress process is most likely the dominant mode in the near source region. However, it seems we still must improve calculations, because the prospective tests that we have conducted have failed.

Talk2: Paul A. Rydelek (Korea Ocean Research and Development Institute(KORDI), Ansan, Republic of Korea)
Real-time warning systems; some aspects of location and magnitude determination
The determination of earthquake source parameters from relatively short amounts of p-waveform data is the key to a successful early warning system. Whereas an approximate location may be considered relatively easy to determine, magnitude is much more difficult and some previous results and suggestions will be presented. A very dense network will also help to reduce the warning time and implementation of a 'home seismometer' based on MEMS technology is proving to be a means of inexpensively increasing the number of seismometers in a network.

第21回 2011/01/13横井佐代子(東京大学地震研究所)
地震活動にまつわる宏観現象の記録と実験的検証:1995年兵庫県南部地震と2008年四川地震
1995年兵庫県南部地震の数日前から大阪大学蛋白質研究所でマウスの概日リズムの変化が観測された。 15年間の研究で初めて得られたデータであった。統計的解析より、リズムの変化が地震前日に偶然起こったとは考えにくく、 兵庫県南部地震の発生と関係ある可能性が高いと結論付けた(Yokoi et al, 2003)。また、2008年四川地震の数日前にも 四川大学の研究者によって同様の現象が観測された(Lui et al, 2009)。セミナーでは、これら2つの地震の前に起こった現象の共通点、 及びその原因について述べる。

第20回 2010/12/22
Talk1: Abdelhak Talbi(東京大学地震研究所)
Analysis of Earthquake Interevent Time Distribution
A simple mixed model is presented and fitted to earthquake interevent time distribution. The model uses power law and Weibull distributions at short and long interevent time ranges respectively. The implementation and limitations of the former proposed model are discussed with some applications in the study of earthquake clustering and seismicity forecast.

Talk2: Paul A. Rydelek (Korea Ocean Research and Development Institute (KORDI), Ansan, Republic of Korea)
TIDAL ANALYSIS OF DATA FROM PRESSURE SENSORS LOCATED AT THE SAGAMI TROUGH, CENTRAL JAPAN
At the sea-bottom of the Sagami trough subduction zone, south of the metropolitan area, central Japan, both temperature and pressure are continuously monitored with on-line tsunami sensors. These sensors are capable of measuring the changes in the corresponding thickness of the sea water layer to an accuracy of order mm, which suggests that the semidiurnal and diurnal oceanic tides are recorded with high resolution. We determined the amplitudes and phases of the major components of the periodic oceanic tides from a least squares analysis of a 1.5-year record of pressure data that partly included a temperature dependence. These results were then compared against those predicted from an oceanic model based on TOPEX/Poseidon data. Whereas we find good overall agreement between the observations and predictions, we also find some systematic differences. On average, the amplitudes of the tides in the oceanic model are found to mainly exceed the observed tides by several percent. Phase differences between observations and predictions are very small in the semidiurnal band but show departures in the diurnal band where observations lead predictions. Uncertainties in the oceanic models and unmodeled temperature effects may be able to explain these differences.

第19回 2010/11/22 石辺岳男(東京大学地震研究所)
JUNEC検測値を用いた初動メカニズム解カタログの作成とその特徴
 メカニズム解は地震が発生した場所の応力場を直接/間接に反映すると考えら れ,震源情報とともに地震活動を理解する上での基礎的な情報の一つである.そ のためP波初動(Reasenberg and Oppenheimer, 1985; Hardebeck and Shearer, 2002; Walsh et al., 2009), P,S波振幅(Ebel and Bonjer, 1990; Nakamura et al., 1999), S/P振幅比(Kisslinger, 1980; Hardebeck and Shearer, 2003)などを用いた様々な推定手法が提案され,メカニズム解カタログが作成さ れてきた.また近年では,広帯域地震観測網の展開・地震波形流通網の整備と自 動波形処理技術の向上によりルーチン的にモーメントテンソル解が決定されてお り(例えば,Kawakatsu, 1995; Fukuyama et al., 1998; Tsuruoka et al., 2009),日本でもF-net波形データを用いたモーメントテンソル解が1997年以降, 防災科学技術研究所により自動決定されている.より長期の観測に基づく応力場 の推定やその時空間変化の議論には,それ以前のメカニズム解が必要であるが, デジタル波形データが存在しない地震のモーメントテンソル解を推定するには波 形データのデジタル化等に多大な労力を要する.さらに,微小地震に対するモー メントテンソル解の決定には手法上,困難が伴う.したがって,そのような地震 に対するメカニズム解の推定にはP波初動が有効である.  東京大学地震研究所・地震予知情報センターは,北海道大学,弘前大学,東北大 学,東京大学地震研究所,名古屋大学,京都大学防災研究所,高知大学,九州大 学,鹿児島大学により運営された地震予知観測情報ネットワークで得られた検測 データを統合処理し,国立大学観測網地震カタログ(JUNEC)を公開している. その期間は1985年7月から1998年12月であり,地震数は約190,000個に及ぶ.そこ で本研究では,JUNECのP波初動を用いてメカニズム解カタログを作成し,その特 徴について議論した.
メカニズム解の推定にはHASH (Hardebeck and Shearer, 2002)を用いた.P波初動の報告数が8以上の地震を対象とし,その明瞭 さによって重みをかけた.速度構造は震源決定の際に用いられたものと同じ 1983A (Hamada, 1984)に基づき,メカニズム解をカタログ化した.  推定されたメカニズム解の数は約8,000個である.その分布は時間的,空間的 に不均質であり,これは観測点分布の時間的・空間的不均質と,観測点における 初動報告率(初動報告数 / 検測数)を顕著に反映する.地殻内地震のメカニズ ム解は東北日本では逆断層型が卓越し,中部日本では逆断層型と横ずれ型の地震 が混在する.西南日本では横ずれ型が卓越するが,九州の地溝帯沿いなど一部で は正断層型の地震が多く見られる.また,P軸は大局的には海溝軸・トラフ軸に 垂直な方向にあり,プレートの相対運動に調和的である.本研究で推定されたメ カニズム解はF-netモーメントテンソル解や関東・東海地震観測網初動メカニズ ム解と調和的であるが,顕著に異なる地震も若干見られる.JUNECメカニズム解 カタログには多数のM2以上の微小地震も含まれており,統計的手法に基づいた解 析等の基礎データとして広く活用することが可能であると考えられる.
謝 辞:本研究においては,北海道大学,弘前大学,東北大学,東京大学地震研究所, 名古屋大学,京都大学防災研究所,高知大学,九州大学,鹿児島大学の観測網で 観測された検測値を使用させて頂いた.また,メカニズム解の推定にはHASH (Hardebeck and Shearer, 2002)を使用させて頂いた.ここに記して感謝申し上 げる.

第18回 2010/11/1-2
「Workshop on "Earthquake Forecast Systems Based on Seismicity of Japan: Toward Constructing Base-line Models of Earthquake Forecasting"

(研究集会"地震活動の評価に基づく地震発生予測システム:標準予測モデルの構築へ向けて")」

http://wwweic.eri.u-tokyo.ac.jp/ZISINyosoku/wiki.jp/wiki.cgi?page=201011WorkshopKyoto

第17回 2010/10/01 John Rundle (University of California)
Earthquake Forecasting: Should we Base it on Activation, Quiescence, or Something Else?
http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/seminar/friday_seminar2.html

第16回 2010/08/05 原田 智也(東京大学地震研究所)
千島海溝沿いで発生する(巨)大地震の前震活動
 2006年に千島列島のシムシル島沖で発生したプレート間巨 大地震(Mw8.3)と2007年の巨大アウターライズ地震(Mw8.1)では,本震周辺で 活発な前震活動があった.そこで,1950年以降に千島海溝沿いで発生した他の (巨)大地震について,前震活動を伴ったかどうかをISS,BCIS,ISC のカタログで調べた.その結果,色丹島沖よりも北東で発生したプレート間地震については顕著な前 震活動がみられたが,南西で発生したプレート間地震についてはみられなかった. また,スラブ内地震についてもみられなかった.このような前震の活動度の違いが なぜ生じるのかについては,今後検討する必要がある.

第15回 2010/07/01 楠城一嘉(東京大学地震研究所)
Analysis of the Completeness Magnitude and Seismic Network Coverage of Japan
A reliable estimate of completeness magnitude, MC, above which all earthquakes are considered to be detected by a seismic network, is vital for seismicity-related studies. We show a comprehensive analysis of MC in Japan. We use the catalog maintained by the Japan Meteorological Agency (JMA) and also available information on seismic stations that report to JMA. For computing MC, we adopt a commonly-used method based on the Gutenberg-Richter frequency-magnitude law. Presently, MC=1.0 might be typical in the mainland, but to have a complete catalog, one needs to use earthquakes with magnitudes 1.9 or larger. Comparison with the Southern California Seismic Network (SCSN) suggests that the recent event detectability in the mainland generally shows similar completeness levels to that in the authoritative region of SCSN. We argue that the current MC of Japan is due to the success of network modernization over time. Particularly, we show that the spatio-temporal change of MC closely matches the addition of the Hi-net borehole stations to enhancing seismic-station density; it started in October 1997 in southwestern Japan, continuing to northeastern Japan until 2002. As suggested from this matching, we confirm that MC inversely correlates with station density. Further we find that irrespective of the network change after 1997, this correlation is unchanged in time, demonstrating that the influence on MC from factors beyond station density does not vary in time. Contrary to Alaska and California (Wiemer and Wyss, 2000), our results do not attribute such factors simply to anthropogenic noise. Because this is due to the borehole stations that reduce ambient noise, we conclude that in Japan the anthropogenic noise has insignificant effect on MC.

第14回
「International Workshop on Statistical Seismology (統計地震学ワークショップ)」


第13回 2010/05/13 山科健一郎(東京大学地震研究所)
地震活動予測モデルへの提案: 長期平均予測モデルについて考える
地震活動を予測するモデルを作成する上で,長期平均 予測モデルは最も基本的な考え方と言える.しかし, ひと口に長期平均予測モデルと言っても,考えなけれ ばいけない事項がいろいろある.例えば,長期平均を とる期間に一回も地震が起きていない場所でも,引き 続く期間に地震が起こる確率がゼロとは限らない.そ こで,重要と思われるいくつかの点について検討し, よりよい予測ができる長期平均予測モデルはどのよう なものか,議論を深めてみたい.

第12回 2010/04/08
“The 2008 Mogul, Nevada Earthquake Sequence: Seismicity and Significance”, J. G. Anderson
Although the largest earthquake in the sequence was onfiltered=5.0, this earthquake swarm was reasonably well recorded, and one of the more intense swarms on record in Nevada. The sequence was shallow: most events had depth of less than 5 km. The main shock was preceded by a two month long sequence of foreshocks that raised issues of earthquake prediction, revised our ideas of the tectonics in the area, and yielded data that should be helpful for deciphering the source processes. To develop a perspective on the significance of this swarm, statistics of earthquake clusters in Nevada have been developed, and compared with similar statistics for Japan.

第11回 2010/03/17
地震活動の評価に基づく地震発生予測プロジェクト研究集会

第10回 2010/02/04 (財)地震予知総合研究振興会 津村建四朗
高い空間分解能をもつ地震活動のシミュレーション
まえがき
  地震活動のシミュレーション結果を、仮想震源ファイルとして出力すると いう新たな発想で、簡単なシミュレーション・プログラムを開発した。 このシミュレーションでは、震源の空間分布情報として、過去の震源カタログ (目的によって適当にソートしたもの)を利用することによって、高い空間分 解能をもつ点が重要なポイントである。  仮想震源ファイルは、SEIS-PC用のフォーマットで出力されるので、 シミュレーション結果の分析は、過去の活動と全く同様に、SEIS-PCで解析することができる。

プログラムの考え方
  地震活動を、平常活動(Ordinary Activity),余震活動(Aftershock Activity) および群発活動(Swarm Activity)に分類する。

 ○ 平常活動のシミュレーション
  (1)N個の地震が、期間T日にランダムに発生するとして、各地震の発生日時を推定する。
  (2)各地震のMは、全体としてG−R式を満たすようにランダムに推定する。
  (3)各地震の震源(緯度、経度、深さ(震源地名))は、過去の地震カタログから、
     余震活動・群発地震活動が顕著でない適当な期間を抽出した震源カタログからランダムに選ぶ。
  (4)各地震の震源要素をSEIS-PC用のフォーマットで出力し、時間順にソートする。
   これによって、過去の平常時の地震活動と地震発生の空間分布密度が相似で、時間的にランダム、かつ、いずれの時空間をとってもG−R式を基本的に満たすような想定地震カタログが作成される。

 ○ 余震活動のシミュレーション
  (1)N個の地震が、期間T日に発生個数が改良大森公式を満たすようにランダムに発生するとして、
     各地震の発生日時を推定する。
  (2)各地震のMは、全体としてG−R式を満たすようにランダムに推定する。
  (3)各余震の震源(緯度、経度、深さ(震源地名))は、過去の余震のカタログから、初期段階
     を抽出した震源カタログからランダムに選ぶ。想定本震の場合は、想定余震域に適当に震源を分布させる。
  (4)各地震の震源要素をSEIS-PC用のフォーマットで出力し、時間順にソートする。
   これによって、過去の余震活動と地震発生の空間分布密度が相似で、時間的に改良大森公式で減衰し、かつ、いずれの時空間をとってもG−R式を基本的に満たすような想定余震カタログが作成される。
 
 ○ 群発地震のシミュレーション
   余震活動のシミュレーションに準ずる。ただし、(1)は、地震回数の時間経過の推移パターンをいくつかを想定し、活動期間、活動度を与えて修正する。

むすび
  平常活動と余震活動のシミュレーションはこれでほぼ満足できるものとなった。群発地震につては、今後の課題である。

第9回 2010/01/07 鴨川仁
ナチュラルタイムの概念による地震活動解析
最近Natural time という新しい時間概念を用いての時系列解析を行なうことによって、 地震活動が大地震の直前とされる臨界点に達する時期が推定できることが示唆された (Varotsos et al., Phys. Rev. E, 2002)。Natural timeの概念は、 事象はその過程に固有の“self clockあるいはinternal clock”とも言うべき時間によって 進行するのであって、天体の運行、水晶発振、原子時計などで測られる通常の時間(connventional time)に 支配される理由はないという考えに根ざしており、時間は事象が起こったときに進むとする。 地震過程についていえば、時間は地震(閾値を決める必要はある)が起きたときにのみ進む。 N個の地震をふくむ時系列は、k番目の地震(エネルギーEk)がNatural time χ(χ=k / Nで定義される)に 起きたと記述される。次に、時系列から臨界状態であるかを判別する指標はκ1とよばれる 規格化されたエネルギーPkと時間χkをかける”重み付き時間”の概念から得られる値であり、 臨界状態であればκ1の時系列が0.07に収束する。磁性体における相関長の非平衡動的緩和時間を 離散的に取り扱い、Natural timeと重み付き時間の概念から算出されたκ1は0.07になる。 いくつかの事例を元に本概念は、2次相転移のみならず系の状態が巨視的に変化ないしは 大地震のような最大イベント発生前の臨界状態を知るすべになると予想される。

第8回 2009/12/3 岡田正実
ベイズ統計を用いた繰返し地震と余震の確率予測
繰り返し地震の長期予測では、数個またはそれ以下の地震の情報から、発生間隔 分布の母数(パラメータ)を推定し、"条件付き確率"で計算している。母数推定の誤差を 考慮した手法、すなわち小標本論(精密標本論)やベイズ統計で処理すると、予測成績が 従来のものより向上することが期待される。発生間隔の分布に対数正規分布を採用すると、 対数変換で正規分布に置き換えると、母数の自然共役事前分布が使えるので、取り扱いが 容易である。余震の確率予測でも、本震から間もない時期に大森・宇津公式のパラメータ を推定すると、精度が劣る。パラメータk,c,pのうち、変動の大きいkに自然共役な事前分 布(ガンマ分布)を導入すると、作業が簡単で、予測成績が向上する。  セミナーでは、岡田(2009,地震2,61(特集号),S143-S153.)に沿って、ベイズ統 計を用いることになった背景と確率計算理論を説明し、事前予測を行って得られた成績を 紹介する。また、2値問題として地震の有無を予測する場合の検証やモデル比較に用いる 一つの指標として、Brier scoreを紹介する。

第7回 2009/11/26 David Spurr
Nankai-Tokai subduction hazard for catastrophe risk modelling
The Headquarters for Earthquake Research Promotion (HERP) released a new probabilistic national seismic hazard map for Japan in March 2005. The technical documentation included extensive details of the hazard modelling and made available for the first time a comprehensi ve national fault model in a form easily implemented in earthquake risk modelling. The hazard models were primarily developed for longer-term public good applications. However, they have by almost default been adopted by several large modelling companies for use in earthquake insurance and other situations where a shorter term view of risk often applies.
  This seminar explores issues around the adaption of the HERP fault model for use in a catastrophe risk modelling system that is used in support of annual reinsurance renewals for large Japanese co-operative insurers. The discussion specifically focuses on the Nankai subduction interface rupture recurrence, where problems were encountered that heavily impacted reinsurance risk estimates. An extensive investigation of the subduction behaviour has been undertaken and an alternative model developed and implemented. The main issues addressed are interactions between segment ruptures, the recurrence behaviour and modelling of the Tokai segment.

第6回(2009/10/29) 姫野哲人(極地研)
地震活動解析に対する統計学的考察
現在、地震活動を統計的に解析するモデルは多く存在し、 実際のデータに対する当てはまりもかなりよくなってきている。 しかし、それらのモデルを用いても予測に関してはかなり難しく、 まだ改良の余地はあると考えられる。 そこで、まず現在使われている統計手法の考察を行い、 統計的問題点について議論する。 また、現在までに行ってきたETASモデルを用いた 研究を紹介し、今後の課題についても報告する。

第5回(2009/10/1) 原田智也(東京大学地震研究所)
Hindu Kush下のM7クラスの稍深発地震の顕著な繰り返し
Remarkable recurrence of M 7-class intermediate-depth earthquakes beneath the Hindu Kush
稍深発地震(スラブ内地震)の発生域がある.宇津(1994)は,この地域の北緯 36.4度,東経70.8度,深さ220km 付近で, M7級地震が約9年の等間隔で発生した ことを指摘した.それらは,1956 年(mb6.5),1965 年(mb7.5),1974 年 (mb7.1),1983 年(Mw7.4),1993 年(Mw7.0) である.さらに,宇津の指摘後の 2002年にもMw7.3の地震が発生した.約9年という非常に短い間隔の繰り返しは, 大地震繰り返しメカニズムを研究するうえでも非常に重要な事例であるので,こ れらが固有地震的なものなのか,震源再決定と震源過程解析を行なって検討し た.  まず,1964年以降に発生した5つの大地震とその周辺で発生する地震の相対位 置を検討するため,ISCのカタログによって,1964〜2005年にHindu Kush下で発 生した地震の震源を,改良連係震源決定法(Hurukawa,1995)で同時再決定し た.再決定された震源分布から,1965,1974,1983年の本震ほぼ同じ位置だ が,1993年の本震は東南東に約20km,2002年の本震は西北西に約30km離れている ことが分かった.また,5つの大地震の本震・本震後3ヶ月間の地震の多くは高 角南傾斜の分布をしていることも分かった.  次に,1965年以降に発生した5つの大地震について,遠地実体波インバージョ ンによる震源過程の推定を行なった結果,これらの地震のアスペリティはほぼ重 なることが分かった.したがって,約9年の間隔で発生した5つの大地震は同一断 層面上の同じアスペリティの繰り返し破壊による可能性が高く,これらの地震は 固有地震的であると言える.しかし,推定された地震モーメントと最大すべり量 は,1965,1983年は大きいのに対し,1974,1993,2002年は比較的小さく,正確 な意味での固有地震の値としてはばらつきがある.

第4回(2009/08/20) 石辺岳男(東京大学地震研究所)
明治以降に南関東で発生したM7級地震に対する既往研究のレビューとデータ整理明治以降に南関東で発生したM7級地震に対する既往研究のレビューとデータ整理
−その他の南関東で発生する M7級地震の確率根拠となった5地震について−
首都圏は、太平洋プレートおよびフィリピン海プレートが陸のプレートの下に沈 みこむ複雑なテクトニクス下にあり、明治以降にもたとえば1894年明治東京地震 や1923年大正関東地震1931年西埼玉地震など多くの被害地震が発生してきた。現 在のところ、相模トラフ沿いのプレート間で発生する所謂「関東地震」の平均再 来間隔は200-400年程度と見積もられており(地震調査委員会,2004)、1923年 大正関東地震からの経過時間を考慮するとその切迫性は低いと考えられる。しか しながら、首都圏には多くの活断層が認定されており、また太平洋プレートと フィリピン海プレートの境界で発生する地震や、沈み込むスラブ内で発生する地 震などその分類は多岐に及ぶ。 現在、地震調査研究推進本部の長期評価におい て、南関東を中心とした30km以深で発生するM7級地震の確率は30年間で70%程度 と推定されており、切迫性が高い。その確率計算は、1894年明治東京地震、1895 年および1921年茨城県南部の地震、1922年浦賀水道付近の地震と1987年千葉県東 方沖地震の5地震に基づいているが、これらの中には震源位置やその発生機構が 依然として明らかにされていないものが多い。今後、長期確率評価の高度化のた めには、これらの地震をプレート間地震とスラブ内地震に類型化し、またその繰 り返しの有無等を推定する必要がある。そこで、本稿ではその手始めとして、こ れら5地震について行われた既往研究を総括すると共に、データの整理を試みた。

第3回(2009/07/16) 鶴岡弘(東京大学地震研究所)
地震活動と地球潮汐
地震活動と地球潮汐との相関を調査した研究は, 古くから数多く存在している.一方,地球潮汐と 地震活動の相関関係について,以下の解析を 満たした研究はまだまだ少ない. (1)地球潮汐の間接項(海洋潮汐荷重効果)をきちんと評価すること (2)地球潮汐を地震が発生している深さで評価していること (3)地震のメカニズムを考慮していること 上記の視点からのこれまでの地震活動と地球潮汐のレビューを 行うとともにに,最近の成果などについても紹介する.

第2回(2009/06/25) 楠城一嘉(東京大学地震研究所) [10:30−12:00、二号館第二輪講室]
日本地震予測検証実験について
日本の地震活動を統計予測するモデルの性能比較実験が今年度から開始されます。本実験の主要目的は、 統計又は物理に基づく予測手法の妥当性を検証し、地震の統計・物理法則と大・中規模地震発生の関係を理解す ること、及び、予測モデルの高度化促進を目指せる研究基盤作りを行うことです。実験のためのデータ処理シス テムを持つ仮想的な検証センターが地震研究所内に設立されており、システムの稼動試験を兼ねた予察実験が現 在遂行中です。このセミナーでは、本実験の活動を通して何を目指し、どのようなアウトプットが期待されるの か、又、予察実験の途中結果を説明します。さらに、実験の正式開始のために現在行っている基礎研究と今後の 活動予定を報告します。

第1回(2009/05/27)
国際シンポジウム"地震発生予測システムの構築に向けて”





日本における地震観測網は最近約10年で整備され、良質なデータが日々大量に蓄積されるようになった。また、 高性能なコンピュータの普及により、データマイニング・データの品質管理・数値計算における新技術が確立さ れつつある。これら地震学とその周辺分野の革新的科学技術を活用し、確率統計に基づいてより定量的に理解す ることで、極めて複雑で確率的性質を持つ地震活動の挙動を探ることができる可能性が出てきた。そこで、"今" がこのような研究課題に取り組むべき最良の時であることを提案し、地震活動解析の新展開をはかるセミナーを 開催する。なお、地震活動の統計的性質は地震の物理やテクトニックな状態(例えば、応力、温度、岩石レオロ ジー等)を反映すると考えられるので、関連した研究についても積極的に取り扱う。また、統計に基づく地震活 動の解析手法は、地殻変動や火山活動など他の地球科学的現象にも適用可能であるため、そのような内容も本セ ミナーの対象とする。





世話人


横井



FirstUpload 15/08/24-18:42
LastUpdate 16/12/02-15:15


Copyright © 地震活動セミナー All Rights Reserved.
Script by Petit CMS