[S-SS07] 地震発生の物理・断層のレオロジー

[SSS07-27] PTS解析で推定された2011年東北地方太平洋沖地震の初期余効すべり時空間発展に基づくプレート境界の摩擦特性の定量評価

*田中 優介¹、太田 雄策¹、宮崎 真一² (1.東北大学、2.京都大学)

地震直後の数分から半日程度の初期の余効すべりは断層のすべり収支のうち大きな割合を占め，またその時空間発展の把握は断層の摩擦特性の理解において特に重要であることが先行研究で指摘されている．しかし同時間帯域は地殻変動と大気遅延等の他の誤差要因との分離困難性が生じ，GNSS測位解析の精度が低下しがちである．そのため初期余効すべりを高い時間分解能で推定し，プレート境界の摩擦特性の定量評価を試みた研究事例は非常に少数である．こうした背景に対して本研究ではGNSS搬送波位相変化から直接断層すべりを推定する手法 (以降PTS (Phase To Slip)) を用い，半日以内の初期余効すべりの時空間発展の推定を試みた．PTSでは位置の推定を経由せず，GNSSの一次データである搬送波位相変化をグリーン関数と視線方向への幾何学的変換を介して直接断層すべりに結びつける．そして断層すべりと他の誤差要因の時間変化を一括で推定する．そのため未知パラメータの推定・分離状況の一体的な定量評価が可能であり，推定結果の議論や解釈に有用である．
　本研究では東日本の73のGEONET点の搬送波1秒データを使用し，2011年東北地方太平洋沖地震の本震直後約40分間 (14:46~15:30JST) の初期余効すべりの時空間発展を推定した．その結果，本震のすべり域の深部延長側に位置する岩手と宮城の陸寄りの深さ50km付近の断層域で，最大0.1から0.2mの初期余効すべりの発生が推定された．岩手付近のすべり域では，宮城付近のすべり域よりも若干大きなすべりが示された．推定された初期余効すべり域はプレート境界地震発生域の下端付近に位置し，本震のすべり域や過去の大地震の震源域と相補的に分布する．
加えて，本研究で推定された初期余効すべり時空間発展は，すべりの立ち上がり時刻の空間不均質やすべり速度の時間変化を示した．例えば岩手の初期余効すべり域は本震14分後の15時頃から出現し，同24分後付近から推定誤差を超えるのに対して，宮城のすべり域はやや遅れて本震24分後付近から出現する．また，いずれのすべり域も本震35分後付近を境にすべりが減速する挙動が推定された．これらはいずれも先行研究で示されていない新たな特徴であり，数分から半日の時間帯域を含む断層すべりモニタリング手法としてのPTSの有用性を示すものである．また岩手のすべり域の方が早い立ち上がりと大きなすべり量が推定されたが，同結果は岩手のすべり域が宮城と比べて相対的に応力変化に敏感であることを示唆する．本発表ではPTSで推定された初期余効すべり時系列を用いた，プレート境界の摩擦特性の定量評価について紹介する．またその結果と地震学的な観測事実との比較等を通じて，摩擦特性の空間不均質について議論を試みる．