[S-SS02] Frontier studies on subduction zone megathrust earthquakes and tsunamis

[SSS02-P01] 精密音響測距による日本海溝を挟んだ相対運動の検出

*山本 龍典¹、日野 亮太¹、木戸 元之²、太田 雄策¹、久保田 達矢¹、富田 史章¹、太田 和晃³、長田 幸仁^1,4 (1.東北大学大学院理学研究科、2.東北大学災害科学国際研究所、3.京都大学防災研究所、4.測位衛星技術株式会社)

キーワード：海底間音響測距、東北地方太平洋沖地震、日本海溝、余効すべり、海底測地

2011年東北地方太平洋沖地震 (東北沖地震) では，50 mを超える地震時すべりが発生したと報告されている (例えば，Iinuma et al., 2012 , JGR)．東北沖では，東北沖地震後，精力的にGPS/音響結合方式 (以下，GPS/A) による地殻変動観測が実施されており，Tomita et al. (2015, GRL) では計測された太平洋プレートの加速はSun et al. (2014, Nature) がモデル計算で示した粘弾性緩和の寄与で説明可能としている．一方，GPS/A観測のみではプレート境界の局所的な変形様式の詳細は不明である．そこで，我々は，2014年9月〜2015年5月の8ヶ月間，海底間音響測距観測を実施した．海底間音響測距は，プレート間を挟んで機器を設置することにより，連続的かつ精密に地殻変動が検出できる．本観測に先立って行われた予備観測では，1 cm/yrの精度で相対速度を検出できることが示されている (長田・他, 2014, JpGU)．
本観測では，宮城県沖の日本海溝軸を挟むように3台の機器を設置し，2基線の変位検出を試みた．基線長はそれぞれ約7 kmと10 kmで，4時間毎に音波の送受信を行った．音波の往復走時と精密な音速との積をとることにより，相対距離を検出できる．精密音速は温度，圧力，塩分に依存するため，音波収録と併行して，温度計測も実施した．圧力は理論潮汐NAO.99Jb (Matsumoto et al., 2000, J. Oceanogr.) を使用，塩分濃度は深海底の安定した環境であることから定数とした．なお，精度に関しては，両基線とも2 cm/yr以内であり，予備観測とほぼ同様であった．
約8ヶ月間の測距データを解析したところ，観測精度内の有意な変位は認められず，グローバルモデルによる日本海溝のプレート収束速度 (約8 cm/yr) に相当する変形は海溝軸に局在化して存在しないことがわかった．従って，宮城県沖の海溝付近では，少なくとも現在は余効すべりが無く，再固着していると推測される．
2015年9月には，同海域に新たに5台の機器を設置し，約2年間の予定で観測中である．更に，余効すべりが著しいとされる福島県沖 (Sun and Wang, 2015, JGR) にも新たに観測点を追加する計画も進行中である．これら新たなデータとも統合し，より精密な日本海溝のプレート相対速度の検出が期待される．