[S-CG57] 日本列島の構造と進化: 島弧の形成から巨大地震サイクルまで

[SCG57-02] 地震探査から見る日本海北海道南西沖における地殻構造

*野 徹雄¹、佐藤 壮¹、小平 秀一¹、佐藤 比呂志²、石山 達也² (1.海洋研究開発機構 、2.東京大学地震研究所)

キーワード：日本海、1993年北海道南西沖地震、日本海盆、奥尻海嶺、地震探査

日本近海での地殻構造研究は、1990年代後半からマルチチャンネル反射法地震（MCS）探査と数十台～100台以上の海底地震計（OBS）を用いた地震探査により、南海トラフや日本海溝など太平洋側を中心に実施され（e.g. 小平, 2009, 地震2）、2000年代後半からは日本海でも進められてきた（e.g. Sato et al., 2018, Tectonophysics）。その中で調査未了海域の１つであった北海道南西沖において2018年にMCS探査とOBS探査を「日本海地震・津波調査プロジェクト」の一環として行った。北海道南西沖は、現時点で明治以降日本海にて発生した浅発地震の中では最もマグニチュードの大きい地震である1993年北海道南西沖地震（M_J7.8）が発生した海域である。本探査で実施した測線は、奥尻海盆・後志トラフから1993年北海道南西沖地震震源域を東西に横切る形で設定したので、この地震の震源断層と地殻構造の関係や日本海東縁の他の大地震の震源断層と対比する上で重要なデータとなる。さらに、北海道南西沖地震震源域の西方には日本海盆が位置している。日本海盆は、日本海の中では一番広い海盆で、これまで実施された調査から標準的な海洋地殻に相当する厚さと構造を有しているとみられる（e.g. No et al., 2014, EPSL; 佐藤壮・他, 2018, 地震学会）が、さらに本探査の海域は磁気異常の縞模様配列の存在が指摘されている場所（e.g. Kinoshita et al., 1995, 地学雑）にも重なっているため、日本海盆の形成との関係上も重要である。

調査は、JAMSTEC深海調査研究船「かいれい」を用いて、MCS探査を9測線行い、そのうち1測線でOBS57台を用いた地震探査を行った。なお、OBS探査を実施した測線は、同時期に渡島半島で東京大学地震研究所が実施した地震探査測線（佐藤比・他, 本学会）の西延長上に位置しており、海陸統合探査の解析が実施されている（佐藤壮・他，本学会）。

暫定的なデータ処理結果ではあるが、MCS探査の結果からは奥尻海盆・後志トラフから北海道南西沖地震震源域の領域では明瞭な短縮構造がイメージされている。北海道南西沖地震余震域と重なる奥尻海嶺に関して、調査した海域の北側では西傾斜の逆断層を伴った短縮構造の形成が明瞭に認められるが、奥尻島が位置している南側では東傾斜を伴った短縮構造の形成も確認できる。一方、日本海盆では、約2 kmの堆積層が溜まっており、非常に密に断層が発達しているイメージが得られているが、海底地形の変形は生じていない。また、堆積層の基盤から約7　ｋｍ下には非常に明瞭で連続性の良い反射面が確認でき、モホ面と推定される。地殻内には明瞭な反射面が認められ、基盤から2～4 km下には空間的に連続している反射面が確認できる。さらに、モホ面下の最上部マントルに相当する20km付近にも反射体の存在を示唆するイメージが得られている。さらに、日本海盆東縁部はモホ面と見られる反射面のイメージが不明瞭になり、その領域では短縮した構造と地殻内に東傾斜の反射面が認められる。

OBS探査の結果からは、日本海盆の領域では海洋地殻とみられる比較的均質なイメージとなっている。その一方、MCS探査の結果から日本海盆内の明瞭なモホ面と見られる反射面が不明瞭になり、短縮した構造が確認される領域から東側で地殻が厚くなり始め、北海道南西沖地震震源域付近からさらに急激に地殻が厚くなっていくことを示唆する結果となっている。