[S-SS15] 地震発生の物理・断層のレオロジー

[SSS15-P35] 小中地震の破壊伝播指向性を考慮した応力降下量の推定： 福島-茨城県境の地震活動への適用

*池田 里奈¹、吉田 圭佑¹、髙橋 諒^2,1、松澤 暢¹、長谷川 昭¹ (1.東北大学、2.気象庁)

キーワード：応力降下量、破壊伝播指向性、内陸地震

地震の応力降下量は，地球内部の応力サイクルの理解の上で重要なパラメータである．小中地震の応力降下量は，従来，Brune (1970), Sato & Hirasawa (1973), Madariaga (1976)などの震源過程モデルの当てはめにより推定されてきたが，近年では，観測ネットワークの発達により小中地震の破壊伝播過程そのものについての推定もある程度可能になってきている．本研究では，2011年3月11日から2018年10月31日までに福島－茨城県境周辺で発生した小中地震 (Mw 3.3-5.2)の破壊伝播指向性を調べ，さらにそれを考慮して応力降下量の推定を行った．
　初めに，経験的グリーン関数法を用いて，対象地震 (348個)の観測波形を近傍で発生したひとまわり小さな地震の波形でdeconvolutionすることにより，各観測点での見かけの震源時間関数を求めた．その結果，本研究で解析対象にした小中地震の多くに，見かけの震源時間関数の継続時間や振幅に明瞭な方向依存性が確認できることがわかった．
　次に，楕円形断層の非対称破壊を含む一般化した震源過程モデル (Dong & Papageorgiou, 2003)を用いて，見かけの震源時間関数のコーナー周波数とその方向依存性から断層サイズと応力降下量，破壊の進展方向を推定した．楕円形断層の非対称破壊を導入することにより，従来の円形断層の対称破壊モデルよりも理論コーナー周波数の残差を大幅に減少させることができた．解析を行った348個の地震のうち，306個の地震が有意な破壊伝播指向性を持つことが分かった．破壊の進展方向には偏りがあり，本研究で解析した地震には，破壊が南東方向へ進展したものが多いことが分かった．
　推定した断層サイズから求めた応力降下量は，対称破壊モデルを仮定して求めたものより系統的に大きな値を示した．このことは，円形断層の対称破壊伝播を仮定した場合には，同じ継続時間でも破壊域が大きくなり，断層サイズが過大評価されると考えられることから理解できる．推定した応力降下量の平均値は20.2 MPaであり，先行研究によりこの地域で推定されている最大剪断応力の大きさと同程度であった．このことは，個々の小地震が，断層面上の剪断応力の殆どを解消していることを意味するのかもしれない．