国土地理院の「最新の地殻変動情報(10年間・5年間)」のページの座標変化グラフ表示機能を使用して各地のGPS基準点の動きを調べたところ、東北地方〜関東地方〜中部地方という非常に広域で、2005年頃から顕著な沈下傾向が見られること、2008年5月頃から西向きの定常的変動が加速していることが判りました。そこで、グラフ表示から変動値のテキストデータをダウンロードできる機能を利用し、北は青森県から西端としてグラフ表示から変動の西端と判断した石川県−岐阜県−愛知県のラインまでの全基準点について、標高の変動傾向及び東西方向の変動傾向の変化を数値化し、今後の変化の予測を行いました。(2009.06.02記)
標高変動についは、2004年12月31日以前と2005年1月1日以後の直線回帰式を求め、県別にまとめました。2005年1月1日以後については、2007年新潟中越沖地震及び2008年岩手・宮城内陸地震の影響を受けていると思われる基準点がありますが、データの精度が水平座標と比べ低く有意な解析は困難と判断し、あえて地震前後を分離しませんでした。また、2004年6月30日以前のデータのない基準点については2005年以前の年沈下量は求めず、2005年以後の平均値の計算にも使用しませんでした。下記リンクは解析結果のエクセルデータで、沈下量がマイナスの場合は隆起を表わし、年数がマイナスの場合は過去年数（有意ではありません）を表わします。デフォルトで「2009/6/1時点」と入力されている「G1」セルの値を変えると2005年以降の回帰式から逆算した標高を計算し「1m沈下」「10m沈下」「100m沈下」までの年数をその時点からの年数で計算します。また「3000年時点沈下量(m)」と入力されている「L1」セルの値を変えるとその時点での2005年以降の回帰式から逆算した沈下量を計算します。もし現在の変化がそのまま直線的に継続するとした場合、地質学的に非常に短期間に大きな沈下が生じ、標高の低い地域では今後数千年で海没し(10m沈下までの年数参照)、最終的には山地を残して平野部は海没する可能性があります。
・GPS標高変動(エクセルデータ) GPS_VerticalMovement.xls
・3000年時点での標高変動量図 GPS_VerticalMovementForecastPointOf3000.pdf
下のグラフは、調査した基準点の2005年1月1日前後の年変動量を県別にプロットものです(変動量1.5cm/年を超える8データを除く)。この中で最も注目されるのが愛知県です。他の全ての県では2005年1月1日以後の変動量が沈下傾向に偏重していますが、愛知県のみ現在もほぼ県全体で隆起傾向が継続しています。隣接の静岡県では東海スロースリップの影響で隆起傾向だったものが顕著な沈下傾向に変化したのとは大きく異なっています。また、岩手県・秋田県で2004年12月31日以前で隆起偏重となっていたものが、2005年1月1日以後では顕著な低下偏重に変化しています。2004年12月31日以前の隆起偏重が2008年岩手・宮城内陸地震の前兆であった可能性が高いと思われます。現在の愛知県の隆起偏重はこの状態と類似しており、東海地震の数年〜10年前後のスパンでの前兆である可能性があります。
東西変動の傾向変化については、対象期間とした1999年4月12日〜2009年4月11日の間に発生した地震やスロースリップの影響が多くの基準点で明瞭に見られるため、次の手順で期間を分離して回帰式を求めました。
１．座標変化グラフで地震やスロースリップの影響が確認できる地域を広めに対象区域とします。
２．地震の場合は発生日前後、群発地震やスロースリップの場合は発生期間を除いた前後を対象期間とし、
複数の影響があると思われる場合はそれぞれを区切って対象期間とします。
３．対象期間毎に前後の回帰式を求め、回帰式から逆算した値が1cm以上の差がある場合を「影響有り」とし、
傾向変化前後の傾きを求める区切りとします。
４．傾向変化の発生は非常に広域に及んでいるため特定の大規模地震に原因があるとは言えませんが、特に
関東地方では2008年5月8日の茨城県沖地震M7.0発生後に変化が明瞭になっているため、便宜上この日を
区切りとします。
５．東海スロースリップについては、発生開始前のデータ期間が短いため、便宜上2000年9月1日〜2004年12月31日
までの回帰式を2008年5月8日の区切り日まで延長した値と、2005年1月1日(後日修正しました)以降の回帰式から
逆算した値に1cm以上の差がある場合を「影響有り」とします。
６．上記から2008年5月8日前後の区切り期間日数で加重平均した傾きと、直前区間の回帰式から逆算した2008年
5月7日の値を基準=0として、5月8日以降の回帰式から逆算した2008年5月8日の値との差を算出し、この値を
傾向変化時に発生した短期的変動値とします。
７．データは県別に、さらに影響のある地震やスロースリップごとにまとめ、それぞれの平均値を求めます。
下記リンクは解析結果のエクセルデータで、東西変動の変化量がプラスの場合は東向き、マイナスの場合は西向きの変動を示します。「年当り変化量(cm)」は、2008年5月8日前後の変化量とその差です。差の値が現在の非定常的な変動の傾向と解釈されます。またデフォルトで「2009/6/1時点」と入力されている「G1」セルの値を変えると、2008年5月8日前後の回帰式から逆算した変化量(m)を計算します。この差が非定常的変動の蓄積量と解釈されます。データには含まれませんが、東西変動の西向きの加速傾向はさらに九州・南西諸島に及んでいることを確認しており、以前考えていた「東西圧縮の低下〜背弧海盆の拡大」という単純な図式では説明不可能な現象であることが判りました。
・GPS東西変動(エクセルデータ) GPS_EW_Movement.xls
下のグラフは、GPS東西変動について県別に2008年5月7日以前の回帰式から逆算した値と観測値のO-Cの平均値をプロットしたものです。2008年5月8日に茨城県沖M7.0が発生した、茨城県のみ東向きの傾向変化が5月初旬より始まっていますが、他の県は急激な西向きの傾向変化が5月初旬より始まっていることがわかると思います。特に岩手・宮城内陸地震の影響が見られる秋田県・岩手県・宮城県・山形県の4県では西向きの傾向変化の傾きが大きく、この変動が岩手・宮城内陸地震の直接的なトリガーになった可能性が大きいと思われます。秋田県及び岩手県では岩手・宮城内陸地震のコサイスミックな変動後は直線的な西向きの傾向変化となっています。宮城県及び山形県では岩手・宮城内陸地震後はニュートラルな状態となっており、福島県では6月19日の福島県沖M6.9の後、東向きの傾向変化となっています。東向きの傾向変化が明瞭なのは茨城県及び福島県のみで、より西側ではほぼ同じ西向きの傾向変化となっています。ただし、茨城県−栃木県のラインと千葉県−埼玉のラインは東向きと西向きの傾向変化の明らかな境界となっており、横ズレの歪蓄積が急速に進んでいる可能性があります。また、静岡県は西向きの傾向変化が周辺の県より大きく、東海地震震源域の歪蓄積が加速している可能性がありますが、固着の回復によるバックスリップの増加とは異なる現象と考えられるため東海地震発生が早まる原因となるかは疑問です。今回の調査エリア西端の石川県−岐阜県−愛知県のラインより西側では、弱いながらも西向きの変化が見られる事を確認していますが、近畿より西側の中国地方では定常的に東向きの傾向であるため、近畿より東側の西向きの変化とのコントラストが明瞭になりつつあり、これは近畿地方への歪蓄積の加速につながる可能性が高いと考えられます。別の現象との関連では、東西変動の傾向変化が始まった時期が大田区での地磁気垂直成分に激しいトレンドの変化が記録された時期と重なっていることが指摘されます。
