[S-SS08] 地震活動とその物理

[SSS08-P13] 日本海東縁で発生する地震の周波数特性: 規模を考慮したFrequency Index解析に基づく検討

片山 藍貴¹、*前田 拓人¹、高野 智也¹、小菅 正裕¹ (1.弘前大学大学院理工学研究科)

キーワード：地震活動、低周波地震、Frequency Index

内陸の地震の周波数特性が近年より網羅的に調べられ、これまで発生が知られていた内陸の低周波地震以外に、歪み集中帯である北海道の内陸部分や内陸大地震の余震の中にも低周波地震の発生が確認された。一方、日本海東縁の地震活動は歪み集中帯に沿って発生し、1993年北海道南西沖地震（M7.8）や1983年日本海中部地震（M7.7）などの余震も数多く発生しているものの、これら海域で発生した地震の周波数特性に注目した先行研究はほとんどない。

本研究では火山性低周波地震の検知に用いられたFrequency Index (FI値)を改良することで、日本海東縁で発生する地震の周波数特性の空間分布を調査した。解析対象の地震は日本海東縁で発生した2004年4月から2022年12月までとし、観測点は震央距離から200 km以内で日本海側のものを用いた。FI値は高周波帯と低周波帯の振幅スペクトルの比の対数で定義される量である。ただし、本研究では既往研究と比較して多くの地震と観測点を使用したため、FI値の距離依存性と規模依存性がより強く見られた。そこで、これらの依存性を改善するため補正FI値を新たに導入した。補正FI値は補正前のFI値と、一様均質構造における幾何減衰・内部減衰と円形クラックモデルから期待される震源スペクトル形状から理論的に計算した理論FI値の差として求めた。ここで、平均Q値、平均S波速度、応力降下量の3種類のパラメータを仮定する必要があるが、観測FI値をもっともよく説明できるパラメータの組み合わせとして、Q値700、S波速度3500 m/s、応力降下量10 MPaを選択した。ただし、これらのパラメータ間には強いトレードオフがあり、観測FI値からだけでは一意には定まらない。ある震源に対して条件を満たす観測点で計算された補正FI値を平均することで、その地震の平均補正FIとし、その空間分布を得た．

結果、補正FI値は地域によって明瞭な違いが見られた。特に北海道沖、男鹿半島周辺、新潟沖、能登半島周辺の4地域で補正FI値が低く、そのマグニチュードから期待されるよりも低周波の地震波が放射されていることが示唆された。また、既往研究ならびに気象庁のカタログで検出された内陸の低周波地震の分布と本研究の結果を比較したところ、4つの地域全てで周辺の内陸でも低周波地震が存在していた。しかしながら、内陸と海域では発生する深さが異なり、男鹿半島周辺以外の３地域は海域と内陸の低周波地震の発生場所が異なるため、空間的に連続して低周波地震が発生していない。一方、男鹿半島周辺は内陸と海域の低周波地震は同じ場所で発生している。

ところで、能登半島周辺は2018年頃から群発地震が活発に発生しており、その発生メカニズムに流体が関与していることが指摘されている。そのため、能登半島周辺で検出された低周波地震も流体の関与が示唆される。そこで、低周波地震の発生時系列を調べた。低周波地震の判断には補正FI値の平均値から標準偏差の3倍を減じた値を閾値として使用した。低周波地震は2007年の能登半島地震と、群発地震活発化前の2021年1月付近で発生していた。後者は数こそ少ないが、群発地震前に流体の移動に伴う低周波地震が発生していた可能性がある。