海域における断層の有無やその位置を調査するとともに、陸上における断層の海域側への延長をチェックすることである。

２） 探査仕様

音波探査機（（株） ＫＡＩＪＯ 製、ＳＰ−３ Ｗ 型地層探査機）を用い海底を調査した。探査機の全重量は ４５０ ｋｇ で、最大のユニットは １００ ｋｇ を越えるため ４ 人以上の人員か小型クレーンが必要である。小型船舶へは、磁歪効果を利用した送波器と受波器（ハイドロフォン）を、船殻を遮音体として両舷へ取り付ける。遮蔽効果を上げるためには喫水が深い木造船の方が望ましい（今回用いた調査船は約 １．５ ｔ の木造船である）。記録は、３０ ｃｍ 幅の放電記録紙を用い ０．５ 秒間隔の送信パルスと同期したタングステンの針により描かれる。音波の伝播速度は １，５００ ｍ／秒と固定されており、アナログ記録される。気象大学校 宝来帰一氏の測定による別府湾の海底下 ２０ ｍ までの資料では、Ｐ 波の伝播速度は １．４８〜１．５３ ｋｍ／秒 の範囲にあり、記録紙上の １ ｃｍ を実際の深度 ２ ｍに換算して差し支えない。水平方向の距離は船舶の航行速度によるが、今回の探査速度は時速約 ５ ｋｔ であるので ２ ｃｍ が約 ２５０ ｍにあたる。断層による反射面のずれからとらえられる分解能は約 １０〜２０ ｃｍ で、これより小さな変位の読みとりは不可能である。この装置では実際上 １００ ｍ 以浅の浅海域の活断層の調査が可能であり、堆積物が未固結の砂粒以下の粒子から構成されていれば、その堆積構造を最大深度 ５０ ｍ まで観察可能である（例：測点 ０５４、測点 ０６４）。さらに比較的高い周波数（通常 ４〜８ ｋＨｚ）を使用するため解像度が良く、断層活動を調査する上で十分な精度であると言える。ただし一般に、粗砂以上の粗い堆積物では音波が地層中を透過せず、良質な記録を得るのは困難である（例：測点 ０６５〜０６６ の Ｕ 字型に削られた強い反射を示す層の上部を埋め戻している箇所）。また、堆積物中にメタンガスなどのガス層がある場合は、音波が散乱して記録が不明瞭となる（例：測点 ０６１、測点 ０６２）。さらに波浪が大きいと調査船が上下し海底面が波打つ記録となる（例：測点 １０１、測点 １０２）。以上のような悪条件を除くことができれば、解像度の高い記録が得られる。

航路の決定および断層の正確な位置を知るために ５ つ以上の人工衛星を用いて位置を決定する ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を ２ 台使用し、５ 分間隔で、船舶の緯度・経度を縮尺 １／２５，０００ の地図に随時プロットした。

周辺地域の研究報告等から断層が東西方向に分布していると予測されたので、音波探査測線は南北に設定したが、湾内にのりひびが敷設されているため、その間を縫うように走行した（図３−２−８）。調査範囲は熊本市に面する沖合で南北方向に約 ２０ ｋｍ、東西方向に約 １０ ｋｍ の海域である。測線延長は約 ６５ ｋｍ で測点数 １１５、測線本数は ５ 本である。測線 １ は測点 ０１０〜０３６、測線 ２ は測点 ０４０〜０５２、測線 ３ は測点 ０５３〜０５５、測線 ４ は測点 ０５６〜０８０、測線 ５ は測点 ０９８〜１１５ にあたる。

探査は高知大学理学部地質学教室 岡村 真研究室が、平成 ８ 年１０月２４日から２６日にかけて実施した。

３） 解 析

堆積物のサンプリングを行っていないため、どの反射面がどのような堆積物を表しているのか解らない。しかし、不規則な浸食面を持ち比較的強い反射を示す層が洪積層であると推測される。この面が洪積層であると推測される例として、測点 ０６５〜０６６ に深さ約 ６ ｍ、幅約 ５００ ｍ のチャネルの跡とみられる削られた部分があげられる。その上位の海底面に平行に堆積し、音響的に透明な部分が完新世の堆積物と考えられる。今回、この強い反射面を基準面として表層からの累積変位量を求めるものとする。堆積速度が断層の平均変位速度を大きく上まわるような堆積場では、過去の断層活動（古地震）を示す断層変位構造が堆積物中に欠落することなく保存される。したがって、そのような堆積物によって、過去の地震活動を詳しく復元することができる。

測線 １（測点 ０１０〜０３６）

全体に音響散乱層が存在するため、反射面の解析は困難である。この音響散乱層はガスが発生してトラップされているのではないかと考えられる。このガストラップは窓状に切れて無くなる箇所があり、その場所では堆積層の様子を見ることができる。

測線 ２〜４（測点 ０４０〜０５２、測点 ０５３〜０５５、測点 ０５６〜０８０）

ガストラップされている箇所はほとんどなく反射面を追うことができる。断層は ２６ ヶ所で確認でき、測線 １（測点 ０１０〜０３６）、測線 ４（測点 ０５６〜０８０）の北部ではグラーベンを形成しているものがみられる（断層 ２〜断層 ３、断層 １５〜断層 １８）。測線の中間あたりで北傾斜、その南部で南傾斜の断層が見られる。測線 ２（測点 ０４０〜０５２）の終わり（断層 ８）、測線 ３（断層 ９）および測線 ４（測点 ０５６〜０８０）の始めの地点（断層 １０）で見られる ３ つの断層は形態が似ているので同じ断層ではないかと考えられる（図３−２−９）。測線 ２〜４ の断層の変位量は約 ２程度である。

測線 ５（測点 ０９８〜１１５）

ガストラップのせいかデータの状態が悪くはっきりとは反射面を確認できない。しかし、ガストラップ層に段差のできているところが ２ ヶ所あり、断層ではないかと推測される。変位量は２ｍ前後である。

図３−２−１０、図３−２−１１−１、図３−２−１１−２、図３−２−１２、図３−２−１３−１、図３−２−１３−２、図３−２−１３−３、図３−２−１３−４、図３−２−１４ に代表的な音波探査記録を添付した。各断層の変位量はかきのとおりである。

断層 １ （測点 ０１１、図３−２−１０）

北傾斜の断層である。基準面の深度は海底面から約１２ ｍで変位量は約１ｍである。深度６ｍ、１０ ｍの位置でも １ ｍ 以下の変位が見られ、上部ほど変位量が小さくなっていることから、累積性があると推測される。

断層 ２ （測点 ０１２）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ３ （測点 ０１５）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ４ （測点 ０１７）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ５ （測点 ０２０）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ６ （測点 ０２１）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ７ （測点 ０４８、図３−２−１１−１、図３−２−１１−２）

海底面から１０ ｍまでしか堆積構造を見ることができない。約 ３ｍの北傾斜の変位があると推測される。

断層 ８ （測点 ０５２、図３−２−１１−１、図３−２−１１−２）

南傾斜の断層である。海底面から １２ｍまでしかデータがないため、基準面が見えず、変位量は不明である。しかし、断層 ９、断層 １０ と形態が似ているため、変位量も同程　度（約４ｍ）と推定される。

断層 ９ （測点 ０５４、図３−２−１２）

海底面から約 １６ｍまでの堆積構造を確認できる。断層は南傾斜で、変位量は約４ｍである。海底面から約 ４ ｍ の位置にも反射面に変位がみられ、その変位量は約 ２ｍであり、累積性があると推定される。

断層 １０ （測点 ０５８、図３−２−１３−４）

南傾斜断層である。変位量は約 ４ｍ。断層 ８、断層 ９ と同一のものと推測されるが、この地点では上部の反射面が不鮮明なため、変位の累積性を確認することは困難である。

断層 １１ （測点 ０６９、図３−２−１３−２、図３−２−１３−３、）

海底面から １６ｍまでの堆積構造がみられる。記録は非常に良好で、６層の反射面を確認できる。基準面の累積変位量は約５ｍで、上部へいくにつれて変位量が小さくなっているのが良くわかる。

断層 １２ （測点 ０７０、図３−２−１３−２、）

ガストラップのため海底面より ８ｍ以深では、記録は不鮮明である。断層は北傾斜である。海底面から約 ３ ｍ の位置に反射面が見られ変位量は約 ０．５ ｍである。基準面の変位量は １ｍ以下であり、わずかであるが変位の累積があると推測される。

断層 １３ （測点 ０７２、図３−２−１３−２）

この地点の記録は良好で、海底面下約 １６ｍ堆積構造を確認できる。断層は北傾斜で、変位量は約 ２ ｍ ある。海底面から約 ３ｍの位置に明瞭な反射面があり、変位量は約 １ｍであることから、変位の累積があると考えられる。

断層 １４ （測点 ０７３、図３−２−１３−２）

断層は南傾斜で変位量は約１ｍである。上部の記録が不鮮明なため変位の累積は確認できない。断層 １５ と断層 １６ は北傾斜を、断層 １７ と断層 １８ は南傾斜を示し、幅約１ｋｍ のグラーベンを形成している様子が見られる。

断層 １５ （測点 ０７５、図３−２−１３−１、図３−２−１３−２）

海底面から約 １２ ｍ までの記録が得られた。断層は北傾斜で累積変位量は約 ２ｍである。海底面下約 ４ ｍ の位置にある反射面の変位量は約 ｍ、海底面から約 １ｍの位置 にある反射面は変位がないことから、変位の累積が認められる。

断層 １６（測点 ０７５、図３−２−１３−１、図３−２−１３−２）

海底面から約 １６ ｍ までの記録が得られた。断層は北傾斜で累積変位量は約２ｍである。海底面から約 ４ ｍ の位置にある反射面の変位量は １ｍ以下、海底面から約 １ｍの位置にある反射面は変位がないことから、変位の累積が認められる。

断層 １７（測点 ０７６、図３−２−１３−１）

記録は良好であり海底面から約 １６ｍまでの ５層の反射面を確認できた。断層は南傾斜で変位量は ２ ｍである。上部へいくにつれて変位量は小さくなり、表層は変位していないことから、累積性があることを示している。

断層 １８（測点 ０７６、図３−２−１３−１）

記録は非常に良好であり、海底面から約 １２ｍ までの ５層の反射面を確認できた。断層は南傾斜で変位量は約 ２ ｍである。上部へいくにつれて変位量は小さくなり、表層では変位していないことから、累積性があることを示している。

断層 １９ （測点 ０７７、図３−２−１３−１）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ２０ （測点 ０７８、図３−２−１３−１）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ２１ （測点 ０７８、図３−２−１３−１）

断層が存在すると推測されるが、ガストラップのため記録が悪く、詳細は不明である。

断層 ２２ （測点 ０８０、図３−２−１３−１）

ガストラップのため海底面から ６ ｍまでしか確認できない。断層は北傾斜で変位量は約 １ｍである。

断層 ２３ （測点 １０４、図３−２−１４）

ガストラップのため記録は不明瞭である。しかし、ガストラップに段差があり、北傾斜の断層ではないかと推測される。変位量は約２ｍである。

断層 ２４ （測点 １０５、図３−２−１４）

ガストラップの段差から推定して、変位量約 １ｍの南傾斜の断層であると推測される。

断層 ２５ （測点 １０７）

変位量約 ２ ｍ の南傾斜の断層（ガストラップのため詳細は不明）である。

断層 ２６ （測点 １０８）

変位量約 １ ｍ 以下の北傾斜の断層（ガストラップのため詳細は不明）である。

解析の結果は以下のようにまとめられる。

（１） 沿岸域の測線 １ および測線 ５ は堆積物の乱反射が大きい。これは堆積物中にガスがトラップされたために、音波が散乱して生じたと考えられる。このため海底から表層 ８ｍ以深は記録が悪く、堆積構造を読みとることは困難である。

（２） 沖合の測線 ２〜４ については海底面から平均 ２０ｍの範囲で良好な記録を得ること ができた。それによると不規則な浸食面を持ち比較的強い反射を示す洪積層と海底に平行な堆積面を持ち、音響的により透明な完新世の堆積物に明瞭に区分することができる。

（３） 完新世堆積物を切る断層は複数分布し、いずれも複数の地震の結果であると考えられる変位の累積がみられる。今回の調査地域では完新世基底部（約 １万年前）での累積変位量が最大 ５ ｍ 前後を示している。

（４） 断層はいずれもこの海域が引張テクトニクスの場であることを示す正断層であり、一部に北傾斜と南傾斜の対をなす正断層群からなるグラーベンが形成されつつある箇所を確認できた。

（５） 洪積層の表面には低角（実傾斜１０度前後）の斜面を持つチャネル状の古地形がみられ、その谷底には強い反射を示す粗粒堆積物が埋積しているものと思われる。

図３−２−１５ に陸域の立田山断層、布田川断層の位置と海域の断層の位置を示す。