東アジア・太平洋地域のプレート運動及びプレート内部変形の様式に関する国際共同研究

新規研究課題提案書

提案課・室名問合せ先	課・室名：地理地殻活動研究センター宇宙測地研究室住　　所：茨城県つくば市北郷1番 TEL：0298-64-1111(8341)　　　FAX：0298-64-2655 担当者名：宇宙測地研究室・宮崎真一
研究課題名	東アジア・太平洋地域のプレート運動及びプレート内部変形の様式に関する国際共同研究
研究制度名	特別研究
研究期間	平成13年4月～平成19年3月
(1)　課題分類	地球と国土に関する科学に寄与する研究開発
(2)　研究開発の背景・必要性	日本列島のテクトニクス・地震ポテンシャルの評価を行う上で、列島内部における変動データのみに依存した研究は多いが、境界条件となる周辺のプレート運動及びプレート内部変形を精密に推定し、かつ日本列島が帰属するプレートを決定した上で議論した研究はほとんどない。また、現在テクトニクスを議論する上で基礎になっているプレートテクトニクスは、プレート運動の駆動力については言及していない。その一方で、大規模な全地球規模の上昇流、下降流がプレート運動を駆動すると言う、プリュームテクトニクスという考え方が提唱されている。日本周辺のプレート境界における地震発生ポテンシャルを評価するためには、プレートの剛体運動及び内部変形を推定することが必要である。また、これらの諸現象を統一的に理解するためには、プレート運動の駆動力を解明することが必要で、その有力候補であるスーパープリュームの運動を解明することが重要である。
(3)　研究開発の目的・目標	まず、1-2年のGPS連続観測から数ミリ/年程度の誤差範囲内でプレートの剛体運動を推定する。次に、3-4年の観測から、1-2ミリ/年程度の誤差範囲でプレート内部変形の有無や、存在する場合はその様式を解明し、日本海溝、日本海東縁部及び内陸におけるプレート間相互作用とその時間変化を推定する。さらに、5-6年の観測結果から南太平洋スーパーホットプリュームの上昇に伴う1ミリ/年以上の地殻変動の存在の有無を議論し、存在する場合は、地震波による構造解析の結果とあわせてスーパーホットプリュームの運動様式を解明する。
(4)研究開発の内容	研究の対象とする現象は、南太平洋スーパーホットプリュームの上昇に伴う変動海洋プレート（太平洋プレート）の剛体性の検証アムールプレートの運動と内部変形東北日本のプレートの帰属とその内部変形であり、以下の様な研究内容を実施する。太平洋プレートの運動を精密に決定し、その結果から太平洋プレートの剛体性について統計的に有意性を検定する。太平洋プレートに有意な内部変形がある場合、南太平洋スーパーホットプリュームの運動からの寄与を推定する。極東ロシアにGPS連続観測点を設置し、アムールプレートの運動を再決定する。その結果を用いてアムールプレートの内部変形を推定する。他の機関による観測データと地震のスリップベクトルデータなどを併用して、東北日本（オホーツクプレート）の運動が北米プレートの運動から有意にずれているかを検討する。その結果から、日本海東縁部及び日本海溝におけるプレート間相互作用とその時間的摂動を推定する。
(5)研究開発の方法、実施体制	海外におけるGPS連続観測点を、設置国の協力機関と共同で運営し、国土地理院で基線解析を行う。基線解析には、従来通り基線を組んで解析する手法と、1点ずつ解析する手法を用い、2つの結果を照合しながら進める。また、座標推定値時系列から観測点変動速度を推定し、これをもとにプレート運動を推定する。次に、観測値からプレート運動の寄与を差し引くことで、有意な内部変形の有無を調べる。さらに、国内GPS観測網の結果を併用してプレート間相互作用の時間変化を推定し、その結果とプレート相対速度からプレート間の固着の時間変化を推定する。南太平洋地域に対しても、同様の手続きでスーパーホットプリュームの上昇に伴うプレート内部変形の有無を議論する。実施においては、設置、維持管理、基線解析は宇宙測地研究室(松坂室長・宮崎研究員)が国土地理院測地観測センターに協力を仰ぎ、その他に関しては宇宙測地研究室(宮崎研究員・松坂室長)が中心となって行う。また、必要に応じて地殻変動研究室と議論を行う。
(6)　研究開発の種類	基礎研究
(7)　現在までの開発段階	研究段階国土地理院では現在までに太平洋地域に7点、韓国に1点のGPS連続観測点を設置し、プレート運動に関する予備的な解析を行っている。
(8)　想定される成果と活用方針	スーパーホットプリュームの運動が推定できれば、全地球的なダイナミクスに関する知見が得られる。また、日本列島周辺のプレート運動及び内部変形とその時間変化が推定できれば、海溝や内陸部で発生する地震発生ポテンシャルが評価できると共に、地殻変動シミュレーションなどのモデルにおける初期条件・境界条件を与えることが出来る。また、キリバスなど南太平洋の島国においては海面上昇による国土の水没が懸念されているが、GPSの結果を別種データと結合すれば海面上昇のモニターも波及効果として可能である。
(9)　研究に協力が見込まれる機関名	国内：東京大学地震研究所、北海道大学、気象研究所、宇宙開発事業団海外：Midway Atoll NWR（米国）, The Ministry of Environment and Social Development of Kiribati（キリバス）, The Ministry of Land, Survey, and Natural Resource of Tonga（トンガ）、Cook Island Meteorological Service（クック諸島）、Meteo France（フレンチポリネシア）、Institute of Geological and Nuclear Sciences（ニュージーランド）、University of Otago（ニュージーランド）、University of Hawaii（米国）、Institute of Tectonics and Geophysics（ロシア）
(10)　関係部局等との調整	設置、維持は国土地理院測地観測センターと共同で行う。
(11)　備考	観測点の設置、維持管理のために海外出張を行う必要がある。なお、極東ロシアへのGPS観測点の設置は、平成７年度日露科学技術委員会において、推進すべき案件として採択されている。