GPS観測による余効的地殻変動の検出速報

GPS観測による余効的地殻変動の検出（第一報）

宮下芳・K. Vijay Kumar（茨城大学・理工学研究科）

加藤照之・青木陽介（東京大学・地震研究所）

C. Divakar Reddy（インド地球電磁気学研究所）

　2001年1月26日現地時間午前8時46分（日本時間午後0時16分）、インド西部グジャラート州において大地震（Ms=7.9）が発生した。インド政府によると、2月19日現在、死者19213人、負傷者166812人、倒壊家屋165000戸、被害家屋446000戸、被災額192億ルピー(約480億円)であり、地震による被害としてはインド史上最悪のものとなっている。また、この地震はインドプレート内で起きた地震であるが、プレート内地震としては最大級の地震でもある。

　全地球測位システム（GPS）を用いて地震後の地殻変動の様子を時間的、空間的に明らかにし、それによって、地下では地震後どのようなプロセスが進行しているのかを明らかにすることが出来れば、プレート内で発生する大地震のメカニズムについて一層の理解が進むであろう。我々は、そのような観点から、インド地球電磁気学研究所(IIG)と共同でGPS観測を2月上旬より開始した。日本人グループは2月18日に現地に入り、25日まで観測点の設置及びメンテナンスを行った。観測は3月2日まで続けられ、その後、観測機材は撤収された。しかし、今後8月頃までに数回の観測を行う予定である。ここでは、今回のGPS観測の概要について簡単に報告する。報告に先だって、インドからの茨城大学大学院・国費留学生であるK. Vijay KumarはGPS関連のテーマで研究を行っていたこと、IIG のC. Divakar Reddyは地震研究所で本年2月までポストドクとしてGPS研究を行っていたことが今回のGPS観測研究の端緒となったことを申し添えておく。

　地震発生後、文部科学省平成12年度特別研究促進費「2001年インド西部大地震の総合的調査研究」による調査団が結成された（地震学会ニュースレター，vol. 12, No. 6, 2001参照）。調査団はGPS観測班、余震観測班、活断層調査班、被害調査班の４グループから構成され、先陣を切ってGPS観測班が現地入りすることとなった。まず、日本滞在中の二名のインド人がGPS受信機 3セット（Trimble社製4000SSI型）を携え2月4日に、さらに 4セット（同社製4000SSE型）を携えた日本人 3名が2月18日に、それぞれ日本を出発し現地へ向かった。ボンベイにある相手方共同研究機関のIIGでは、既に1993年にインド内陸で発生して大きな被害を与えたLatur地震（M6.2）を契機としてGPS受信機を保有しており、今回の地震に際しては 7台（Trimble社製4000SSI 2セット及びLeica社製SR299型 5セット）を出動させたため、合計14台を震源域に展開することになった。

　GPS測位はカーナビなどにも応用されているが、その使い方によっては1 cm程度の精度で自分の位置を知ることができる。従って、同じ場所でGPS測位を繰り返せば地殻の動きを測ることができる。我々が設置したGPS観測点の配置は図1の通りである。日本人グループのインド滞在中にはこのうち6点の観測点の設置及びメンテナンスを行った。出発前には、この地域の活断層や本震の震央位置やメカニズム解に関する情報はホームページなどを通じて入手していた。しかし、震源断層がまだ未発見であったため、現地入りするまで我々はどのような観測網配置をとればよいかよくは判らなかった。幸い、現地Bhujの地震観測所を訪れた際に余震分布図を入手することができたので、それまでに得ていた情報と合わせ、震源域を取り囲むような領域に観測点を配置することが可能になった。

　選定した観測点（たいていは建物の屋上）では、まずドリルで穴をあけ、そこにボルトを固定し、その上に整準盤、アダプタ、及びアンテナを装着した。全ての観測点で、交流電源が供給される限り、30秒サンプリングで毎日24時間の観測を行った。これにより1日ごと、もしくはそれより短い時間分解能で各観測点の座標を知ることができる。交流電源の供給があるところでも、その供給は非常に不安定で停電することがしばしばであるので、バックアップとして外部バッテリを用いた。Bhuj観測点（図1）では、1日に1回自動的に受信機内のデータをパソコンへダウンロードするシステムが構築された。しかし、他の観測点では受信機内にデータがため込まれたため、4～10日に1回程度観測点を訪れ、データを手動でダウンロードしなくてはならなかった。地震後の余効変動調査には、できるだけ多くの観測点で連続的に長期にわたって観測を実施することが必要であるが、残念ながら人力、資力に限界があり、また、受信機を放置することは安全の面からも好ましくないと思われたので、３月のはじめには一旦観測を中止し受信機は引き上げられた。

　全14観測点で24時間連続観測された期間は、2月22日から3月2日までの9日間であった。現在、観測点間の基線解析を実行中であるが、その一例を図2に示す。観測点LodaiとRatanpar（図1）とを結ぶ基線ベクトル（基線長約70km）の南北成分、東西成分、鉛直成分、基線長成分のそれぞれについて6時間毎の値をその推定誤差と共に示したものである。鉛直成分の推定誤差はやや大きいものの、その他の成分については0.2 ppm程度以下で推定されている。第2回目以降のGPS観測により、具体的な余効変動量分布が明らかにされるものと期待される。今後何度か現地観測を繰り返し実施する予定である。