[S-SS15] 地震発生の物理・断層のレオロジー

[SSS15-03] プレート沈み込み帯における繰り返し地震の破壊過程の多様性

*奥田 貴¹、井出 哲¹ (1.東京大学理学系研究科)

キーワード：カスケードアップ、繰り返し地震、プレート沈み込み方向の線状構造

同一領域の破壊において，地震の規模はランダムに決まるものなのか，それとも領域ごとに決まっているものなのかという問題は未だ議論が続いている．これらの両極端な地震の振る舞いを説明するために，階層不均質モデルや固有地震モデルなどの概念モデルがそれぞれ提案されている．一方で，多くの地震は2つのモデルの中間の性質を持ち，多様な振る舞いを示すと考えられる．しかし，同一領域の破壊の繰り返しにおける多様性の理解が充分でないため，地震発生に関して未だ定性的な理解しかできていない．地震破壊現象の固有性とその揺らぎの定量化を試みる上で，中規模繰り返し地震は理想的な事例研究になる．

　本研究は，波形相関を基にした震源再決定法と経験的グリーン関数を用いたすべり速度分布インバージョン法を使用し，2002-2017年において北海道から茨城沖までの沈み込み帯で発生したM5程度の中規模繰り返し地震及びそのすべり域内部で発生している小地震の破壊過程を推定した．推定した中規模繰り返し地震の多くは破壊開始点や破壊伝播方向が地震ごとに異なる多様で複雑な挙動を示しつつも，おおよそ同じ領域を繰り返し破壊し，かつ，すべり方向と平行に広がるすべり分布を示した．また，これらの地震の破壊域の一部のみを破壊する小地震が繰り返し発生しており，かつ，この小地震は本震の発生時期が迫るにつれ，その活動が高まる前震的な振る舞いを見せた．さらに，この前震と本震という大きさの異なる地震において，ほぼ同一領域から破壊が始まり，地震波形の立ち上がりで全く区別ができない場合が存在した．

　この結果は，プレート沈み込み方向に楕円状に広がる地震性すべり域で代表されるような，特徴的な構造の存在を示唆する．この地震性すべり域は複数のスケールで階層的に分布しており，応力の高まり等に応じて小さな領域のみが大きな領域より早く破壊される．小さな地震も大きな地震も途中までは似たような破壊をしており，それが停止することも，成長し本震に至る場合もある．破壊が停止するか成長するかは，何かしらの条件があるかもしれないし，ランダムかもしれない．これは階層的な破壊成長の初めての明確な観測事例であり，この現象の完全な理解のため，より定量的な研究が必要とされるだろう．