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中国・四国地方

地殻変動 プレート境界の地震 阪神・淡路大震災

地殻変動


広島    今治    高知    室戸

2004/05/05

  • 国土地理院の新旧解析法の名称に従い、旧解析方法をF1、新解析方法をF2と呼びます。
  • F2によるデータを用いた場合、TEC21の解析結果の表示図番号にF2と明記します。
  • 広島2のサイトに関して、新旧両方の解析結果を図示しました。なお旧解析方法をF1とこれら結果を定性的に比較すると、新解析のF2データは、少なくとも、広島2に関しては、国土地理院の公開資料に述べてあるような結果になっていないようです。
  • F1は、2004/03/25、F2は、2004/04/03までのデータを用い広島2の地殻変動を更新しました。地盤沈下を続けていた広島2の地盤がわずかに上昇し始めました
  • TEC21はアンテナ交換作業に伴い失われた旧F1、新F2変位データの連続性を回復するのに、交換日を挟んだ4日間の変位データの平均値が均しかったと仮定した連結方法を用いています。

2004/01/29

GEONET公開の2004/01/03までの最新地殻変動変位データを用い各サイトにそれぞれ、図-Newを追加しました。

2003/10/11までに観測されている広島2、今治、高知、室戸のGPSサイト(ほぼ直線状に並んだサイト)の地殻変動の異常兆候がより鮮明になってきているようです。

  • 地盤沈下を続けていた広島の地盤がわずかに上昇し始めました
  • 地盤沈下がなかった今治では地盤が沈下し始めました
  • 高知では地盤の異常隆起が生じています
  • 沈下を続けていた室戸では地盤上昇の兆しが出現しています。

2004/01/03

GEONETのアンテナ交換作業に伴い失われた変位データの連続性を回復するのに、交換日を挟んだ4日間の変位データの平均値が均しかったと仮定した連結方法を用い、広島2、今治、高知、室戸の地殻変動データを再更新しました。

GEONET公開の2003/10/11までの地殻変動変位データを使用した再更新結果は次のものです。

  • 地盤沈下を続けていた広島の地盤の沈下率がほぼゼロとなっています。
  • 地盤沈下がなかった今治では地盤が沈下し始めました。
  • 高知では地盤の異常隆起が生じています。
  • 沈下を続けていた室戸では地盤の沈下率がほぼゼロになっています。

高知の異常隆起は、2003/09/26の十勝沖地震(M8)発生、10ヶ月程前から出現した広尾での予兆隆起と似ています。

上記事項は、失われたデータの連続性を回復させるために用いた仮定により大きく左右される事に留意してください。

7日間の変位データの平均値が均しかったと仮定した連結方法を用いても、ほぼ同じ解析結果を得ます。従って、これらのGPSサイトやこの地域の各サイトではこれから注意深い監視が必要です


広島2(950406 HIROSHIMA2 北緯34.3695度 東経132.3449度)

2003/12/16

  • 広島2の地殻変動図1を1996/03/22から2003/10/11のGEONETのデータを使用し図3-図5として更新しました。
  • 南北方向の変位には、2000/6/27-2000/08/24の神津島沖群発地震による地殻変動も出現しています。

2003/03/13

過去5年間の広島市の地盤沈下

GEONETのGPSサイトHiroshima2の(広島市佐伯区広島工業大学で北緯 34.3695度、東経132.3449度に位置する)1997年から2003年3月13日までの地殻変動

  • この5年余りで、南に5cm、東に16cm程移動し、さらに9cm程地盤が沈下しています。地震の予兆も出現していました。
  • 予兆の中には、地震を発生させる準備開始の合図と、その地震による余震を終結させる宣言も含まれる事が判ってきました。これら予兆はTEC21の信号解析方法で検出できます。
  • GPS観測データに生じる人為的なノイズ等についても、高知のサイトの地殻変動の例をとり説明しています。

地盤の移動や沈下の様子を図で表してみます。(図1には2つの大きな地震も含まれています。)

図1

Hiroshima2-GPS-D-PW.gif (51054 バイト)Hiroshima2(広島2)のサイトは、1997年の1月1日の位置を基準位置とすると、この5年余りで、南に5cm東に16cm程移動し、さらに9cm程地盤が沈下しています。このサイトは、地下深く沈降しているフィリッピン・プレートの北西端の真上に位置しています。従って、この位置の地殻変動は、そのプレートの運動に敏感に反応しているようです。

その様子を見るために、GEONETから得た日々の地殻変動の変位データ(地面の1mm程度の動きの変化)を、図に、上から、南北、東西方向、上下方向の3成分に分解した変位を表示します。

各グラフの縦軸方向には、その変動変位成分を、横軸方向には、日数を表示しています。

図中、左側の赤色スケールの基準点0は、変動変位をグラフ表示する時、縦方向の変動の中心が基準点となるようにしたグラフ表示目的のための任意基準です。この基準点の実際の値は、その上に表示された黒色数値となります。

  • 基準点0から上方向が変動のプラス、下方向がマイナス方向
  • 上段のプラス方向はNの北方向、マイナス方向が南方向
  • 2段目のプラス方向のEが東方向、マイナス方向が西方向
  • 3段目のプラス方向のhが、地盤が上昇する方向、マイナス方向は、地盤が沈下する方向
  • 各成分の赤色のスケール値に、格段の左上に表示されている倍率値(1/10000)を掛けて、スケール値をすべてメートル(m)値に換算する事ができます。

右側の縦軸のスケールは後述のPWのスケールで、PWの変動値も黒色の柱の高さの変動に変換されています。後述の異常(予兆や地震)を検出すると、黒色から赤色に変化しますが、これらの詳細説明は、省略します。

格段の変動成分の変位データDは、日々のデータが緑色、4日ごとの移動平均値が赤色で表示されています。赤色の0の上に黒字で示してある数値は、各グラフの開始の1997年の1月1日の地殻変動成分値を0とした時の値です。(ただし、開始から、18個分のデータはデータ解析処理の都合上表示されていません。)

目盛り(スケール)の読み方の例です。

N段では、赤色の基準点0の値は、−0.025mに相当します。モニター中の日々の変動成分Dは、その基準点から緑色の柱の高さの上下変動にも変換表示されています。その下の緑色の数値は、基準値(黒色数値=−0.025m)にその高さの読み取り値を加算した値となります。従って、表示されている、-0.0516mは、1997年の1月1日の基準を0とすれば、2003年3月13日の最終変位の値を示しています。つまり、この最終変位は、1997年の1月1日の位置を基準値とすると、2003年3月13日の位置は南側(負方向)に0.0516m移動した事を意味します。

図中、N段とE段には、2つの大きな地震による地殻変動が突然表れています。その2つの変動は、共に、一日で生じた北東方向へのGPSサイトの位置移動です。広島2は、これら2つの大きな地震の予兆を検出しています。地殻変動の変動成分中、地球潮汐力と連動した2週間の周期を持つ変動成分に表れた異常を検出するのですが、その異常検出には、地殻変動の運動エネルギーの時間の変化率であるパワー(PW)を用います。異常を表すPWは、前もって設定されているしきい値と比較します。このしきい値を超えたPWが、異常を検出している事になり、その異常を黒色表示の細いPWが太い線に変わる表示方法で示してあります。そのしきい値は、右側のPWのスケールの目盛り50000の箇所に赤色で表示してあります。

最初は、1997/05/13 に鹿児島西方で発生した震源が(32.05度、130.35度、 9.24km)で マグニチュードが6.3の地震によるものです。この地震の予兆検出は、地震発生13日前に、上下変動に表れた異常を示すh段のPW 1です。2番目は、2001/03/24 に瀬戸内海の安芸灘で発生した震源が( 34.15度、 132.79度、 51.38km)でマグニチュード6.7による地殻の上下変動です。その予兆は、PW 7で40日前に検出されています。さらに、この安芸灘地震は、他のGPSサイトの地殻変動も同時にモニターする事により、69日前に始まった兵庫県北西部の群発地震がトリガーとなって発生していた事も明らかになっています。同様な群発地震のこの地域でのトリガー例は、安芸灘地震と同じように70日後に発生した1984年のマグニチュード7.1の地震(32.38度、132.16度、33km)があります。

図中PWの5を除いて、PWで検出された異常地殻変動は、すべてマグニチュードが5以上の地震と関係しています。ただし、関連した地震は、北緯30度から37度、東径128度から137度の領域で、発生した地震の震源の深さが90kmより浅いマグニチュードが5以上の地震を関連の調査対象としています。

最近の例では、PW 8で示される2001/08/25に発生した震源が( 35.27度、135.76度、 9.5km)でマグニチュード5.1の京都地震 があります。PWの変化には、予兆(フィリピンプレート運動による京都地震を起こす準備開始の指示)のみならずその余震終了宣言(京都地震の終了宣言)も出現していました。PWによって検出できる地殻変動の異常には、このような地震を起こす指示や、地震の終了宣言も存在する事もわかってきました。広島2のサイトは、そのサイトの北東から南西方向の広範囲で、フィリピン・プレート運動に連動した地震を起こす地殻変動に敏感に反応しているようです。

しかし、広島2のサイトは、サイト近くの北から北西方向に(日本海側方向に)発生した2つの大きな地震が起こした地殻変動にはまったく無反応でした。 その2つの地震は、1997/06/25 に起きた震源が( 34.48度、 131.69度 8.29km)でマグニチュード6.3の山口県の地震 と、2000/10/06に起きた震源が( 35.35度、 133.5 度、 11.26km)でマグニチュード7.3、の鳥取県西部地震です。従って、これらの2つの地震と先の広島2のサイトが敏感に反応した地震の発生メカニズムは、異なっているのかもしれません。

GPSの変位データには、地震による地殻変動とはまったく無関係な人工的なノイズやGPSのアンテナ交換(高さを変えた)事等に起因する大きな人為的な変動が含まれる事もあるようです。その様な人工的な変動箇所は、2段目と3段目のグラフの右端の2箇所に見受けられます。その2箇所は、図中に、?印で表示してあります。他のサイトでは、アンテナ交換に起因する場合、アンテナが交換された日から、一定のほぼ2−5cm程の変位シフトとして表れています。その様な明らかな例として、四国・高知の例を下図に挙げておきます。

図2

TEC21-Kouchi-03-04-19.gif (44683 バイト)図2中、上から3番目の段に表示されている高さ方向の変位(h)のPWに注目してください。PWに付けられたラベル番号1の異常変化(太い黒い線の箇所)は、2002年12月9日に、生じたノイズの例です。その前日と比べるとでほぼ7cmの地盤沈下の沈下し翌日ほぼ元に戻っています。安芸灘地震と同程度の地震でもこれほどの急な沈降は生じません。大地震の予兆とはまったく無関係です。次の、異常ノイズは、アンテナ交換日(2003年2月3日に交換したアンテナの高さに関する定数が2.3cm程高くなっている)に発生した人為的なノイズです。それは、ラベル番号2で示されていて、高知の地盤はほぼ5cm程、一日で隆起し、その状態が2003年4月19日に更新された最新のGEONETの現在(2003年5月16日現時点)の変位データにも継続して表れています。図中に示された解析データは、GEONETが公開の2002年4月5日から2003年4月19日までのほぼ1年間の変位データをTEC21が解析したものです。この人為的な隆起の前に(ラベル番号1の少し前辺りから)、少しずつ地盤が隆起している傾向があり、この様な隆起は注意深く監視する必要があります。

広島2の更新

2004/04/03までのF2データを用いた解析結果図には図番号にF2を付加しました。(2004/05/05)

2004/03/25までのF1データを用いた更新図が図-NEWです。(2004/05/05)

広島2の地殻変動図1を1996/03/22から2003/10/11までのGEONETの地殻変動変位データを使用し図3-図5として更新しました。図中に簡単な説明があります。

図3TEC-GPS-4a-Hiroshima-950406.gif (78880 バイト) 図3−F2TEC-GPS-4a-F2-Hiroshima-950406-040403.jpg (128212 バイト) 図4TEC-GPS-D-V-4a-Hiroshima-950406.gif (85445 バイト) 図4−F2TEC-GPS-D-V-4a-F2-Hiroshima-950406-040403.jpg (139233 バイト) 図5TEC-GPS-D-V-1-4a-Hiroshima-950406.gif (76742 バイト) 図5−F2TEC-GPS-D-V-1-4a-F2-Hiroshima-950406-040403.jpg (131442 バイト) 図-NewTEC-GPS-D-V-1-4a-040325-Hiroshima-950406.jpg (133301 バイト)

図4と図5には、位相空間に移動平均数と変化率を算出する間隔が10倍異なる変位Dと速度Vとが描く軌跡も表示しました。速度Vのスケールは相対スケールです。

地盤沈下を続けていた広島の地盤の沈降の速度(変化率)がほぼゼロとなり、沈下がほぼ停止しているようです。

なお、速度Vのスケールは相対スケールです。異常軌跡は地震やスロースリップによる地殻変動による軌跡を現しています。これら異常軌跡は、異常(地震)が発生する前に、非常に困難とされる実機の重機器工具の破損防止においても100%の信頼性で実証されているTEC21の異常予知診断方法で検出することができます。

図-Newが、最新の地殻変動です。地盤がほんの少し隆起し始めています。(2004/05/05)

図5−F2では、明らかに地盤が隆起(上昇)を始めています。しかし、新F2変位データの連続性を回復するのに、交換日を挟んだ7日間の変位データの平均値が均しかったと仮定した連結方法を用い場合は、F1の解析結果の図-NEWと同等な微小な上昇に変わります。なおF1データの場合、異なる連結方法(4日と7日)を用いた解析結果に、差は生じません。(2004/05/05) 一部訂正しました。(2004/05/06)

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今治(950430 IMABARI 北緯34.0778度 東経132.9902度)

図1TEC-GPS-4a-Imabari-950406.gif (80519 バイト) 図2TEC-GPS-D-V-4a-Imabari-950406.gif (85675 バイト) 図3TEC-GPS-D-V-1-4a-Imabari-950406.gif (76289 バイト) 図-NewTEC-GPS-D-V-1-4a-040103-Imabari-950430.gif (79745 バイト)

今治の図1−図3には、1996/03/22から2003/10/11のGEONETの地殻変動データを使用しました。

図2-図2中の位相空間には、移動平均数と変化率を算出する間隔が10倍異なる変位Dと速度Vとが描く軌跡も表示しました。速度Vのスケールは相対スケールです。

今治は瀬戸内海をはさんだ対岸の広島湾(上の広島2)とは異なり地盤沈降は、過去8年間ほとんど生じていないことがわかります。しかし、この2003年6月頃から地盤が沈下し始めた傾向があります。

高知では地盤が隆起し始めたので注意深い監視が必要です。

図-Newが、最新の地殻変動です。地盤沈降が加速されています。(2004/01/03)

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高知(940083 KOUCHI 北緯33.5291度 東経133.5782)

 

図1TEC-GPS-4a-Kouchi-940083.gif (83427 バイト) 図2TEC-GPS-D-V-4a-Kouchi-940083.gif (86373 バイト) 図3TEC-GPS-D-V-1-4a-Kouchi-940083.gif (81064 バイト) 図-NewTEC-GPS-D-V-1-4a-040103-Kouchi-940083.gif (81584 バイト)

高知の図1−図3には、1996/03/22から2003/10/11のGEONETの地殻変動データを使用しました。

図2と図3の中の位相空間には、移動平均数と変化率を算出する間隔が10倍異なる変位Dと速度Vとが描く軌跡も表示しました。グラフでは東西方向と、南北方向の変位は上下方向の変位は2倍に拡大してあります。位相空間の速度Vのスケールは相対スケールです。

このサイトではGPSアンテナ交換が、2003/02/03に実施されていて、その箇所は、図2の横軸の2422の箇所です。図3によると、地盤の上下方向の変動に関し正の異常変化率Vがこの作業日も含んで観察されます。この地盤が隆起している傾向を示す正の変化率Vは、アンテナ交換実施にともなうTEC21が実施した変位データの連結方法に起因している可能性もあります。

しかし、これから注意深い監視が必要です。

図-Newが、最新の地殻変動です。地盤の異常隆起が観察されています。(2004/01/03)

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室戸(940082 MUROTO 北緯33.3158度 東経134.1221度)

図1TEC-GPS-4a-Muroto-940082.gif (73162 バイト) 図2TEC-GPS-D-V-4a-Muroto-940082.gif (89578 バイト) 図3TEC-GPS-D-V-1-4a-Muroto-940082.gif (76594 バイト) 図-NewTEC-GPS-D-V-1-4a-040103-Muroto-940082.gif (76449 バイト)

室戸の図1−図3には、1996/03/22から2003/10/11のGEONETの地殻変動データを使用しました。

図2と図3中の位相空間では、移動平均数と変化率を算出する間隔が10倍異なる変位Dと速度Vとが描く軌跡が描かれています。速度Vのスケールは相対スケールです。

図2の上下変動変位の位相空間に表示された異常軌跡3図2の南北方向の変位Dの北方向への押し(3)は驚くような次の事実を暗示しています。

  • それは、2003/09/04頃から始まった異常隆起軌跡は2003/09/26に発生したM8十勝沖地震の予兆は、フィリピン・プレートも太平洋プレート共に北の方向へ移動していたことによると思える異常隆起のようです。
  • この位相空間の異常軌道3は、高知のサイトでは検出されていませんが、35日毎に移動平均した南北、上下の各変動変位成分には、同様な異常隆起が存在します。
  • 地震の痕跡が描く壮大なこれらプレートの連携運動に現われる異常が、大地震の予兆となっているようです。
  • このような異常は、地殻変動の単なる定常状態からのずれではなく、位相空間の軌跡の不安定な異常運動に示されるように、非線形現象(カオス)です。

高知の地盤隆起と関連して、これから注意深い監視が必要です。

図-Newが、最新の地殻変動です。過去7年余り沈降していた地盤がわずかに隆起し始めました。(2004/01/03)

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Last Updated : 2012/4/28 6:45