[S-CG52] 変動帯ダイナミクス

[SCG52-04] 日本列島陸域における下部地殻の微小地震活動

*今西 和俊¹、椎名 高裕¹、内出 崇彦¹、重松 紀生¹ (1.産業技術総合研究所)

キーワード：下部地殻地震、日本列島陸域、微小地震

陸域の地震は上部地殻で発生することが知られており、日本列島においては深さ約15kmよりも浅い場所で発生している。一方、それより深い下部地殻では塑性変形が支配するため、火山直下の特殊な環境下で発生する深部低周波地震を除き、地震波を伴うような破壊は生じないとされている。しかし、地表に露出している過去の下部地殻岩石から地震発生の痕跡であるシュードタキライトの産出が報告されていたり（例えば、Takagi et al., 2000）、超稠密アレイ観測により検知能力を大幅に上げることで、南カリフォルニアの断層帯直下において下部地殻から上部マントルまで連なる地震活動が検出されるなど（Inbal et al., 2016）、下部地殻でも脆性破壊が生じていることが明らかになってきた。日本においても、東広島市直下において、モホ面直上の深さ35kmほどでクラスター的な地震活動が生じていることが知られている（高橋・山田, 2010; 志藤, 2021）。このような下部地殻の地震は内陸地震の発生にも大きく関係すると考えられるが、その発生メカニズムはよくわかっていない。そこで本研究では、日本列島陸域の下部地殻で発生している地震を抽出し、その特徴について調べた。
　まず気象庁一元化カタログとプレート境界モデルを元に、陸側プレートのD95（地震数を浅い方から積算して95%に達した深さ）を求めた。そして、D95よりも5km以上深い地震を下部地殻地震と定義した。一部の地震については地震波走時の再検測により、震源が浅く決まることもあったが、概ねD95よりも深い場所で発生していることを確認した。下部地殻地震のほとんどはM3以下の微小地震であり、b値は上部地殻内の地震と大きな違いは無く、0.8～１程度を示す。下部地殻地震は色々な場所で検出されたが、火山直下の深部低周波地震の発生域とは基本的に重ならない。また、下部地殻地震の地震波形には高周波成分が含まれており、深部低周波地震とは異なる発生メカニズムを持つこともわかる。活発な活動域は、①2011年いわきの地震の震源域直下、②紀伊半島、③広島県～岡山県の南部域の３か所に存在する。①は2011年いわきの地震による影響を受けているが、基本的に下部地殻地震の活動度はほぼ一定レートで推移している。また、下部地殻地震と上部地殻の地震活動との間には、地震の少ないギャップ域が存在している特徴も見られた。
　本研究では下部地殻地震の性質をさらに追求するため、東広島市直下の下部地殻地震に着目した。前述の通り、この活動は以前から知られており、直径10kmほどのクラスターとして発生している。2004年から2021年に発生したM1.5以上の地震を対象に、66個の地震のメカニズム解を推定した。この地域の上部地殻の地震は東西圧縮の横ずれ型が卓越しているが（今西ほか, 2021; Uchide, 2020）、下部地殻地震は様々な断層タイプの地震が発生しており、大きな違いが見られる。またメカニズム解のばらつきも非常に大きく、全ての地震ペアから計算されたKagan角の平均値は70°にも及ぶ。このような小さな領域内でメカニズム解が大きく変化するのは珍しく、高間隙水圧により様々な姿勢の既存クラックが破壊する状況になっている可能性がある。現在精査中であるが、ダブルカップルで説明しにくい地震も含まれていそうであり、このことも流体関与の可能性を示唆している。この活動域に流体が流入していることを示す証拠は現在のところ無いが、その他の活発な活動域では、深層地下水試料の分析により、プレート境界から深部流体が上昇してきていることが指摘されている（Togo et al., 2004; Umeda et al., 2006）。
　当日の発表においては、他地域の下部地殻地震の震源パラメータを推定した上で全国の下部地殻地震の傾向をまとめ、内陸地震との関連について議論する予定である。