[S-SS11] [EJ] 地震波伝播：理論と応用

[SSS11-P04] 熊本地震に伴う間隙水圧変化とP波速度変化との関係

*國友 孝洋¹、石井 紘¹、浅井 康広¹ (1.公益財団法人　地震予知総合研究振興会　東濃地震科学研究所)

キーワード：超磁歪震源、P波速度変化、間隙水圧、クラック、花崗岩

我々は、超磁歪アクチュエータ（GMA)を用いた高周波地下探査が可能な小型の人工地震源を開発した。GMAによって駆動される加振部は、シングルフォース方式（最大発生力91kgf）であり、GPS同期の任意波形を発震できる。観測に用いたボアホール総合観測装置に内蔵されたA/Dのサンプリング周波数が400Hzであるため、現在は、100－200Hzの帯域で発震し、主として土岐花崗岩内のP波速度変化のモニタリングを行っている。本震源では、700m離れた観測点でも、1日間スタッキングすれば、約10μsの精度でのP波走時変化観測が可能である。
2016年4月から開始した連続送信では、熊本地震（2016/04/16 Mj=7.3）に伴い、直接P波のステップ状の走時遅延がTGR350（距離353ｍ。約25μs遅延）とTRIES（距離690m。約60μs遅延）で観測された。これらの走時遅延は、土岐花崗岩内のクラックが開口することによってP波速度が低下したことが原因と考えられる。また、地震時およびその後に、TRIESで観測された直接P波の走時変化は、瑞浪超深地層研究所の立坑内で観測された間隙水圧の長期的な変動パターンと極めて良く一致している。間隙水圧は、地震時に急激に上昇した後も徐々に上昇し、6月初めにピークに達し（約30kPa）、その後は徐々に下降している。直接P波の走時は、地震当日に急激に遅延した後も徐々に遅れ、間隙水圧のピークと同じ頃に約90μsまで遅延し、その後は徐々に回復に向かっている。10kPaの間隙水圧上昇が約30μsの走時遅延に相当すると考えると、両者は数か月間に渡って走時変化推定誤差の範囲で一致している。このことは、土岐花崗岩内の間隙水圧の変化がクラックの開閉をコントロールしており、それに応じてP波速度も変化することを示していると考えられる。