[S-CG48] Science of slow earthquakes: Toward unified understandings of whole earthquake process

[SCG48-P46] 琉球海溝周辺におけるフィリピン海プレートの沈み込みに伴う３次元熱対流数値シミュレーション

*末永 伸明¹、吉岡 祥一^2,1、季 頴鋒³ (1.神戸大学大学院理学研究科、2.神戸大学都市安全研究センター、3.中国科学院)

キーワード：３次元熱対流モデリング

琉球海溝の沈み込み帯では、短期的スロースリップイベント(Nakamura, 2017)や深部低周波地震(Ando et al., 2012)、低周波地震よりさらに卓越周波数が低く付加体に沿ったプレート境界面上で起こると考えられる浅部超低周波地震(Nakamura et al., 2015)などのスロー地震が観測されている。その分布の特徴のひとつとして、沖縄本島周辺と八重山諸島周辺で、発生している短期的スロースリップイベント及び深部低周波地震の発生するプレート境界面上の深さが異なっていることが挙げられる。

そこで、本研究では、琉球海溝からのフィリピン海プレートの沈み込みに伴う温度場及び流れ場、スラブ由来の脱水について３次元熱対流数値シミュレーションを行った。沖縄本島から八重山諸島周辺をモデル領域として、プレート回転モデル (Mathews et al., 2016)を参考にして沈み込むフィリピン海プレートの沈み込み史も考慮し、15Maから現在までの流れ場及び温度場を時間発展問題として解いた。観測された地殻熱流量データに合致するような現実的なモデルを構築し、スロー地震の発生との関連性について議論した。

得られた現在(0Ma)におけるシミュレーションの結果、モデル領域内で沖縄本島から八重山諸島へと南に行くにつれてプレート相対運動速度が徐々に速くなることにより、プレート境界面の海溝軸方向の温度分布に大きな違いが生じ、八重山諸島周辺では沖縄本島周辺と比べて等深度でのプレート境界面温度が低くなることがわかった。どちらの領域でも短期的スロースリップイベント及び深部低周波地震の発生域での温度は約500℃-700℃と推定された。また、海洋地殻中のMORB(Omori et al., 2008)及びスラブマントル中の超苦鉄質岩(Hacker et al., 2003)の相図と数値シミュレーションで得られた温度場のデータを用いて、この領域でのスラブ内の含水量変化を計算した。その結果、緑簾石エクロジャイト相-角閃石エクロジャイト相の相転移(含水量変化:約1.4wt%)が沖縄本島付近で、角閃石エクロジャイト相-エクロジャイト相の相転移(含水量変化:約0.7wt%)が八重山諸島付近でみられた。このことは、スラブ由来の脱水とプレート境界面上のスロー地震の発生との関連を示唆している。