南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験(1994-現在)
The Semi-controlled Earthquake-generation Experiments
in deep South African gold mines (SeeSA)

 半制御地震発生実験開始当初は,震源域の中で,歪(応力)変化と地震活動を完全収録し,地震がどのように準備され,始まり,終わるかを物理的に解明することを目指しました.自然地震観測でこのような試みを行うのは極めて困難です.地震の発生時期と場所が特定でき,事前にM>2の震源域内に観測計器を埋設でき,1〜2年で完全収録可能なのは,南アフリカ金鉱山だけです.地下2〜3 kmで,M>2の地震を百m以内で完全収録すると,歪(応力)変化は約1万分の1(数MPa)を超え,地震による最大加速度が10Gを超えます.地震前後に震源を訪れることによって地震前後の震源の裸の姿も観察ができます.最近の高分解能収録技術によって,かつてない分解能で地震発生の様子が明らかになりました.

 最深で地下3.6kmでも採掘が行われている南アフリカ金鉱山では多くの人々が地下大深度で働いています.頻発する地震の中で安全な採掘を行うための様々な試みが行われており,地震発生の制御・防災・予知に関する試みも盛んです.南アフリカ金鉱山は,地震発生に関する様々なことを学んだり,制御・防災・予知に関する様々な試みを行ったりするのに絶好の場所であり,我々は努力を続けています.

 これらの,一般の方々にもわかる表現の解説拙文: 地震学会広報誌なゐふる(2009)No.72.

 SeeSAが発展したのがSATREPS計画(鉱山での被害低減のための観測研究;南アフリカ;2009-2015)です.2021年1月には,JSTの追跡調査で良い評価であったことが公表されました.これがさらに発展したものがICDP DSeis計画(国際陸上科学掘削計画,南アフリカ大深度金鉱山地震発生場掘削計画)です.地震が発生する高応力岩盤でも応力を実測できる様になりました.地震発生場の掘削調査にも成功し,M5.5地震の地震発生場では,下部地殻・上部マントル物質の変質と,地震や微生物活動との比較・議論も始まっています.

 これらを,高校生でもわかる言葉で説明した拙文:
 「地震ジャーナル(2020)No.70」
 「なゐふる(2020)No.120」

南ア金鉱山半制御地震発生実験の成果が紹介されている出版物

2011年東北地方太平洋沖地震後
 井出哲著(2017)「絵で分かる地震の科学(講談社), p.98-101, p.114
  The History of Geophysics in Southern Africa (ed by JH de Beer, 2015, Sun Press)
  日-南ア科学技術協力10周年記念ブックレット(2014)
2011年東北地方太平洋沖地震前
 川崎一朗著(2006)「スロー地震とは何か(NHKブックスp.226-227)

海外の関連機関,研究グループ
South Africa
Institute of Mine Seismology Ltd.; AngloGold Ashanti Ltd.; Harmony Gold Ltd.; Sibanye Stillwater Ltd.; Goldfields Ltd.; Seismogen CC; Open House Management Solutions Ltd.; Groundwork Ltd.; Witwatersrand Univ.; CSIR; Council for Geoscience; Free State Univ.;
Other countries
ICDP; GFZ, Germany; ETH, Zurich, Switzerland; Stanford Univ., US; Princeton Univ., US; Inst. New Mexico Tech., US; New Hampshere Univ., US; Indian Inst. Tech, Hyderabad; Indian Geophysical Res. Inst.; Tel Aviv Univ., Israel; Western Australia Univ., Australia;

日本の研究協力機関
東北大学(理学研究科;工学研究科;環境科学研究科;流体科学研究所),京都大学(工学研究科;防災研究所),東京大学(地震研究所;理学研究科),名古屋大学環境学研究科,鹿児島大学,高知大学,産業総合研究所,防災科技研,東濃地震科学研究所,(公財)深田地質研,金沢大学,(有)テクノ菅谷,(株)3D地科学研究所.

論文・学会発表リスト
  立命館大学
  ResearchGate

競争的研究費

日本学術振興会
  科研費(小笠原関係)
  研究拠点形成事業(B.アジア・アフリカ学術基盤形成型)
   南アフリカとインドの国際科学地震掘削計画を軸にした研究交流(2017-2019)
   2017年度実施報告書

JST-JICA 地球規模課題対応国際科学技術協力(SATREPS
  鉱山での地震被害軽減のための観測研究(2010-2015;終了時報告書)

国際陸上科学掘削計画(ICDP;英語の解説)
国際陸上科学掘削計画(ICDP;日本語の解説)
  南ア金鉱山活断層掘削(DAFSAM)計画(共同研究者)
  南ア金鉱山地震発生場掘削(DSeis)ワークショップ(代表者) (News Letter p.14参照)
  南ア金鉱山地震発生場掘削(DSeis)計画(代表者)

日本人メンバーの南ア金鉱山渡航歴

1992 飯尾能久.
1994 住友則彦・安藤雅孝・楠瀬勤一郎・飯尾能久・佐藤隆司・小笠原宏・長 秋雄・高野雅夫.
1995 石井 紘・功刀 卓・大倉敬宏.
1997 小笠原宏・高野雅夫・笠谷貴史・長 秋雄.
1998 安藤雅孝・小笠原宏・大倉敬宏・山下 太・永井直子・佐藤志津加・西井 聡.
1999 石井 紘・中尾 茂.
2001 小笠原宏.
2002 小笠原宏・川方裕則・大槻憲四郎・北佐枝子・加藤愛太郎・飯尾能久・石井 紘・山内常生・山田卓司・吉村三智頼.
2003 小笠原宏・中谷正生・竹内淳一・下田直之・桑野 修・石井 紘・山内常生・佐藤隆司・川方裕則・中尾 茂.
2004 中谷正生・小笠原宏・井出 哲・竹内淳一・下田直之・森下 健・永田広平.
2005 中谷正生・永田広平・小笠原宏・下田直之・森下 健・直井 誠・矢部康男.
2006 中谷正生・小笠原宏・直井 誠・山本覚仁・安武剛太.
20108月〜20158 JST-JICA SATREPSにて延べ65名が延べ1064日南アで活動.
20085月〜201511 小笠原南ア滞在741日.
 
詳細はSATREPS終了時報告書参照.
2017
年度 研究者延べ45[] (7ヶ国)が,951 [×日間] 研究交流.
  詳細はJSPS 学術基盤形成事業2017年度報告書参照.