著者

小竹 美子

出版者

東京大学

雑誌

東京大學地震研究所彙報 (ISSN:00408972)

巻号頁・発行日

vol.75, no.3, pp.229-334, 2000

被引用文献数

2

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The western Pacific to eastern Asia region is an area where several mega-plates including Eurasian, Pacific, Indian-Australian, and North American plates converge. A variety of geodynamic phenomena occur in this area such as continental collisions in the Himalayan area and large-scale intraplate deformation in Chinese continent, subduction of oceanic plates and backarc spreading behind the subducting plates, as well as instantaneous events such as earthquakes and volcanic eruptions. Although geological plate motion models have been proposed for these large plates such as NUVEL-1 (DEMETS et al, 1990) to investigate tectonics in this region, these large-scale models lack smaller scale plates such as Amurian plate, Okhotsk plate, and Caroline plates.西太平洋・東アジア地域は太平洋プレート,ユーラシアプレート,インド・オーストラリアプレートなど大きなプレートが互いに沈み込み,衝突しあう収束の場である.このため,この地域では複雑・多様な地学現象が発生する.たとえば,インド大陸の衝突によるヒマラヤ山脈の隆起,チベット高原~中国大陸に至る地殻の変形,インドネシア~フィリピンの複雑なテクトニクス,背弧海盆の拡大や太平洋プレート,フィリピン海プレートの沈み込みによる日本列島の変形など多くの興味深い現象が指摘されている.これらのプレートに関しては,海洋底磁気異常の縞模様などから,地質学的な時間スケールでの剛体的なプレート運動モデルが提唱されている.一方,この地域ではアムールプレートをはじめとする,いくつかのマイクロプレートが提唱されているが,これらのプレートの運動や境界は必ずしも明確になっていない.そこでこの地域のテクトニクスを解明するためには,まず計測に基づく現在のプレート相対運動モデルを確立することが必要である.プレートモデルが確定すれば,さらに詳細な観測事実からプレートの内部や境界における変動場を検出することが可能になり,そこからプレート間相互作用を推定してテクトニクスをより詳しく知ることが可能になるであろう.このような,現在のプレート相対運動と内部変形の精密な解明のためには宇宙測地技術を用いることが必要であり,わけても上記のような目的のためにはGPSを用いることがもっとも適切と考えられる.そこで本研究では地震研究所が中心となって実施してきたこの地域のGPS観測のデータを解析して以下のことを解明しようと試みた: 1)西太平洋~アジア地域の変位速度場を明らかにする. 2)精密なフィリピン海プレートの運動に基づいて,マリアナの背弧拡大やヤップパラオ地域の変位速度場を明らかにする.使用したデータは当地域における1995年7月から1998年6月までのWING, IGS, GSIによる連続観測データおよび沖の鳥島,マリアナ,ヤップ・パラウにおける1992年以降のキャンペーンデータである.連続観測点は解析当初においては十数点にすぎなかったが,その後増加して1998年には38点にのぼった.解析にはBernese software v4.0 (ROTHACHER and MERVART, 1996)を用いfiducial-freeの方法を適用した.基線長が2000kmを越える長基線も含まれるので,初期位相不確定の解決にはMelbourne-Wuebbena一次結合も導入した.座標系はHEKI (1996)によるKinematic Reference Frameを採用して,ユーラシア安定地塊に対する変位を求めた.まず,西太平洋~東アジアにおけるGPS連続観測データの解析結果から以下のことが判明した;1)太平洋プレートやフィリピン海プレートなどの海洋プレート上の観測点,たとえば南鳥島,トラック島などプレート境界から隔たった内部の観測点は,剛体プレートモデルから予測される速度と調和的である. 2)石垣島やグアムなど,プレート境界で背弧拡大を示唆する観測点がある. 3)ユーラシア大陸地殻上の観測点,ラサ,西安,武漢,上海などでは大規模なプレート内変形が進行し,インド大陸の衝突の影響が東方へ伝搬していく様子を示している.次に,沖の鳥島の繰り返し観測データに地理院の南大東島,父島,八丈島の観測データをあわせてフィリピン海プレートの回転運動を求めた.繰形最小二乗法を用いることで,Euler vectorは(41.55N±0.42, 152.46E±0.43, -1.50±0.04deg/my)と精度良く求められた.第三に,フィリピン海プレート内部で顕著な変形を示すマリアナトラフの背弧拡大の解明を試みた.グアム島を含む北マリアナ諸島のGPS繰り返し観測のデータを解析し,以下の結論を得た; 1)マリアナ諸島はフィリピン海プレートの主要部分に対し近似的には1つのブロックとして回転している, 2)マリアナトラフの拡大速度はグアム島付近で約6cm/yrに達するが,その速度は緯度に依存して北に行くほど遅くなる.これは,海底磁気異常データから得られる速度と定量的にも調和的である, 3)マリアナ小プレートの剛体的モデルから推定される運動と観測値を比較すると,北部のパガン島,ググアン島,アナタハン島はわずかに北向きにずれており,南部のサイパン,グアムではほぼ一致する.マリアナ小プレートは北緯16度近傍において南北に分かれている可能性があり,提唱されているセグメント化の考えと調和的である.最後に,フィリピン海南端に位置するヤップ.パラウ付近の変位速度場について考察した.パラウの連続観測に基づく変位速度の観測値(約2年)とモデル値は有意に異なっており,その原因は明らかでない.そこで太平洋プレート側のウリシ島・ファイス島を含むこの地域で実施された繰り返し観測のデータ(1992~1996)を解析して,より長期間の変動を調査したところ,以下のことが明らかとなった; 1)ヤップ島の変位速度はモデル値よりも22~25%遅くその差は有意であると思われる. 2)ヤップ海溝で両側のプレートはおよそ1cm/yrの速度で収束していることが示唆される. 3)ウリシ島・ファイス島の変位速度は太平洋プレートのNUVEL-1Aの速度とほぼ一致する.またトラック島とウリシ島・ファイス島間の距離に有意な変化はなく,カロリンリッジはこの地域では変形していないと考えられる.すなわち,台湾で観察されるような沈み込み(衝突)直前の海洋プレートの変形は,ここでは観測されない. 4)パラウ島では観測された変位速度はモデルに比較して35%程度遅いが,連続観測による推定値と非調和的であり,さらに観測と解析を継続する必要がある.

著者

宇佐美 龍夫 小竹 美子 佐藤 泰夫

出版者

公益社団法人 日本地震学会

雑誌

地震 第2輯 (ISSN:00371114)

巻号頁・発行日

vol.22, no.4, pp.313-317, 1970-02-28 (Released:2010-03-11)

参考文献数

5

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To make clear the features of the spectrum splitting due to the introduction of a soft solid core, the frequency and spectral amplitude of torsional oscillations are calculated for the modes with colatitudinal order number n from 2 to 9, assuming GUTENBERG-BULLEN A′ earth model. The only deviation from the G-B model is the assumption that the distribution of rigidity is constant in the core. The possibillity of estimating the rigidity of the core by the use of spectrum splitting was discussed.

著者

加藤 照之 松島 健 田部井 隆雄 中田 節也 小竹 美子 宮崎 真一

出版者

東京大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2002

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北マリアナ諸島のテクトニックな運動を明らかにするためのGPS観測と2003年5月に噴火活動を開始したアナタハン島の地質学的な調査を実施した.GPS観測は2003年1月,同年7月及び2004年5-6月に実施,以前の観測データとあわせて解析を実施した.今回は,1回のみ観測が実施されていた北方の3島を中心とした観測を実施した.西マリアナ海盆の背弧拡大の影響が明瞭に見て取れるものの,北方3島については,繰り返し観測の期間が短いせいか,必ずしも明瞭な背弧拡大の影響は見られない.アナタハン島噴火の調査は2003年7月及び2004年1月に実施した.2003年7月の調査では,噴火はプリーニ式噴火から水蒸気爆発に移行し,一旦形成された溶岩ドームが破壊されたことが分かった.2004年1月調査で計測した噴火口は,直径400m,深さ約80mであり,火口底には周囲から流れ込んだ土砂が厚く堆積し,間欠泉状に土砂放出が起きていた.2003年7月には最高摂氏300度であった火口の温度が2004年1月には約150度と減少し高温域も縮小した.カルデラ縁や外斜面には水蒸気爆発堆積物が厚く一面に堆積しているものの,大規模噴火を示す軽石流堆積物層等は認められない.このため,アナタハン島の山頂カルデラの成因は地下あるいは海底へのマグマ移動であると推定される.この噴火についての地殻変動を調査するためにGPS観測を強化することとなった.火口の西北西約7kmに位置する観測点では,連続観測を開始したほか,2004年1月には島の北東部に新たな連続観測点を設置して観測を行っている.2003年1月と7月の観測データの比較では,水平成分がほとんど変化せず沈降約21cmが観測された.観測された地殻変動は主に噴火によるマグマ移動によって引き起こされたと考えられ,マグマ溜まりが噴火口の直下よりも島の西端にある可能性を示している.

著者

加藤 照之 CATAPANG Her KOSHIBA Frit PARK PilーHo FEIR Remato GERASIMENKO ミハエル BEAVAN John 小竹 美子 平原 和郎 中尾 茂 笠原 稔 GERASIMENKO Michael D HERBERT Cata FRITZ Koshib PILーHO Park RENATO.B. Fe MICHAEL Gera JOHN Beavam FEIR B. Ren

出版者

東京大学

雑誌

国際学術研究

巻号頁・発行日

1995

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西太平洋地域は収束するプレート境界が複雑に入り組み、多くの海盆やトラフがあって地震や火山噴火の活動の盛んな地域である。この地域のプレート運動とその境界の非剛体的変形を検出して監視することにより各種の地殻活動の予測に役立てられると同時にプレート運動の機構がより詳しく明らかにされると期待される。最近のGPSによる基線解析では1000kmを1cmの精度で計測することが可能である。そこで本研究では、これまでの日米科学協力事業等による基礎調査をふまえて西太平洋地域にGPS連続観測網を構築した短期間の観測研究により当該地域の変位場を明らかにすることを目的とした。本研究では、IGS(国際GPSサービス機構)のグローバル観測網の手薄な地域に観測点を建設して資料を蓄積すると同時にIGSによるデータを取り込みながら得られたデータを解析して観測点の速度ベクトルを算出するという観測と解析を並行して実施するという方式をとった。平成7年度には気象研究所と共同で南鳥島に連続観測点を建設したのを手始めに、トラック島、マニラ、大田、ウラジオストックに観測点を建設しいずれも現地収録方式により観測を開始した。また、平成8年度にはポートモレスビ-に観測点を建設した。これにより、別途設置した石垣島とパラオとを合わせ8点のGPS連続観測点を建設し、IGSの他の観測点と合わせ西太平洋に1000kmスケールのGPS連続観測網を建設することができた。この観測網から取得できた1995年7月からのデータを用いて基線解析を実施しつつある。ここでは最高精度による基線解析を実施するため新たにfiducial freeによる解析方法を考案した。この方法ではIGSグローバルサイトの観測点を取り込み、観測網全体がバイアスを持たないようにしたうえ、どの観測点も固定しないで解くという方法を用いる。ソフトウェアはBernese software Ver.4.0を用い、IGS精密暦を使って解析を実施した。こようにすると、座標の絶対値は正確には求められないが、基線は正確に求められる。このようにして基線を求めた上でHeki(1996)によるつくば(TSKB)の速度を与えて固定し、全観測点の位置座標を決定する。このような解析を毎日のデータについて実施し、各観測点の時系列を得た上で直線近似によって速度ベクトルを求める。求めた速度ベクトルをマップにまとめたところいくつかの新しい事実が判明しつつある。1)マニラの観測点は北西に約4cm/yrの速度で移動しつつあり、フィリピン海プレートによる圧縮の影響が顕著である。2)石垣の観測点は南南東へ約6cm/yrで移動しつつあり、フィリピン海プレートが押している影響は見られない。このプレート境界はむしろカップリングは弱く、背孤である沖縄トラフが拡大しつつあるのを見ているものと考えられる。3)グアムはフィリピン海プレートないにあるにも関わらず、その変位速度は剛体的変位から考えると速度が小さすぎる。マリアナトラフの拡大の影響を受けているものと考えられる。4)大田、上海、イルク-ツク等の東アジアの観測点はすべてヨーロッパに対して東向きの変位を持ち、インドプレートの北方への衝突による大陸地殻の東への押し出しの影響を見ているものと考えられる。以上を要するに、本研究によって西太平洋地域にはじめてGPSの連続観測網が構築され、テクトニクス研究の基礎を築くことができたと同時に、日本の南西諸島,フィリピン,マリアナ諸島などにおいて従来の剛体的プレートモデルでは説明できないようなプレート境界部における非剛体的変位が明らかになりつつある。このことをふまえ、今後もこの地域にGPS観測点を増強すると共にその観測領域を東アジアに拡げ,当該地域のテクトニクスを明らかにすべく観測研究を強化する予定である。また、本観測網は「海半球ネットワークプロジェクト」(新プログラム:研究代表者 深尾良夫)に引き継がれ、引き続き観測を続行する予定である。