11:00 〜 13:00
[SSS07-P17] 関東地方南東部における小地震の応力降下量解析
キーワード：応力降下量、関東地方南東部、クラスター
1. 目的と解析対象地震
関東地方南東部は、南からフィリピン海プレートが沈み込んでおり、その下には東から沈み込んだ太平洋プレートが存在している。このため、複雑な地震活動が見られ、千葉市や旭市、古河市など、ところどころに地震活動が密集した地域（クラスター）が存在する（Figure 1a）。
本研究では、2003年1月1日から2020年12月31日に関東地方南東部で発生した4.0 <= Mw <= 5.0の小地震を対象に応力降下量解析を行い、クラスターごとの特徴や地震の深さとの関係を考察した。解析した地震総数は311個であり、最大深度は112.5 kmである。
2. 解析手法
防災科研の高感度地震観測網（Hi-net）の速度波形を利用し、Yamada et al. (2021) の手法を用いて解析を行った。解析対象の4.0 <= Mw <= 5.0の地震に最も近接するMw3.5の地震波形をEGF波形とし、まず、解析対象地震の波形およびEGF波形それぞれのスペクトルを算出した。次に、解析地震波形のスペクトルをEGF波形のスペクトルでデコンボリューションし、地震波の経路の影響、観測点近傍の地盤の影響、地震計特性を除去して震源特性の比を求め、Boatwright (1978) のオメガ2乗のスペクトル式を用いてコーナー周波数を推定した。最後に、破壊伝播速度はS波の90%であると仮定して、Madariaga (1976) のモデルを使い、応力降下量の値を得た。
3. 結果と考察
図1(b)は、本研究で得られた応力降下量の解析結果である。
まず、クラスター間の違いについて考察した。図1(b)中に四角い枠で示したように、解析地震の密集域を6区域に分け、区域間の応力降下量の差についてWelchのt検定（危険率5%）を行った。その結果、茨城県西部クラスター（赤）は、ほぼ同一深度で発生した旭市付近のクラスター（青）に比べて応力降下量が大きく、この差は統計的に有意であった。前者はToda et al. (2008) で存在が示唆された「関東フラグメント」やフィリピン海プレート上面、後者は太平洋プレート上面で発生した地震である。応力降下量は主として剪断強度の大きさの指標となるため（Yamada et al., 2021）、上記2地域における異なる応力降下量は、フィリピン海プレート上面の剪断強度が太平洋プレート上面のそれに比べて大きいことを示唆していると考えられる。また、応力降下量の深さ依存性は見られなかった。
次に、各クラスター内の応力降下量空間分布について検討した。図1(b)中に赤色で示した茨城県西部のクラスターでは、北端と南端で応力降下量が大きい。千葉市付近のクラスター（橙）においても、東西端付近で応力降下量が大きい傾向が見られた。クラスターの縁辺部は剪断強度が大きいために、その外側で地震が発生しづらいと考えられるが、これは本研究で得られた応力降下量の空間分布と矛盾しない。しかし、極端に大きい応力降下量を呈した地震は、スペクトル形状がオメガ2乗から外れていないのか等の詳細な検証が必要である。上記に加えて、今後は解析地震とEGF波形のS/N比も確認し、解析結果の信頼性の検証を行う予定である。
参考文献
・Boatwright (1978), https://doi.org/10.1785/BSSA0680041117
・Madariaga (1976), https://doi.org/10.1785/BSSA0660030639
・Toda et al. (2008), https://doi.org/10.1038/ngeo318
・Yamada et al. (2021), https://doi.org/10.1186/s40623-020-01326-8
関東地方南東部は、南からフィリピン海プレートが沈み込んでおり、その下には東から沈み込んだ太平洋プレートが存在している。このため、複雑な地震活動が見られ、千葉市や旭市、古河市など、ところどころに地震活動が密集した地域（クラスター）が存在する（Figure 1a）。
本研究では、2003年1月1日から2020年12月31日に関東地方南東部で発生した4.0 <= Mw <= 5.0の小地震を対象に応力降下量解析を行い、クラスターごとの特徴や地震の深さとの関係を考察した。解析した地震総数は311個であり、最大深度は112.5 kmである。
2. 解析手法
防災科研の高感度地震観測網（Hi-net）の速度波形を利用し、Yamada et al. (2021) の手法を用いて解析を行った。解析対象の4.0 <= Mw <= 5.0の地震に最も近接するMw3.5の地震波形をEGF波形とし、まず、解析対象地震の波形およびEGF波形それぞれのスペクトルを算出した。次に、解析地震波形のスペクトルをEGF波形のスペクトルでデコンボリューションし、地震波の経路の影響、観測点近傍の地盤の影響、地震計特性を除去して震源特性の比を求め、Boatwright (1978) のオメガ2乗のスペクトル式を用いてコーナー周波数を推定した。最後に、破壊伝播速度はS波の90%であると仮定して、Madariaga (1976) のモデルを使い、応力降下量の値を得た。
3. 結果と考察
図1(b)は、本研究で得られた応力降下量の解析結果である。
まず、クラスター間の違いについて考察した。図1(b)中に四角い枠で示したように、解析地震の密集域を6区域に分け、区域間の応力降下量の差についてWelchのt検定（危険率5%）を行った。その結果、茨城県西部クラスター（赤）は、ほぼ同一深度で発生した旭市付近のクラスター（青）に比べて応力降下量が大きく、この差は統計的に有意であった。前者はToda et al. (2008) で存在が示唆された「関東フラグメント」やフィリピン海プレート上面、後者は太平洋プレート上面で発生した地震である。応力降下量は主として剪断強度の大きさの指標となるため（Yamada et al., 2021）、上記2地域における異なる応力降下量は、フィリピン海プレート上面の剪断強度が太平洋プレート上面のそれに比べて大きいことを示唆していると考えられる。また、応力降下量の深さ依存性は見られなかった。
次に、各クラスター内の応力降下量空間分布について検討した。図1(b)中に赤色で示した茨城県西部のクラスターでは、北端と南端で応力降下量が大きい。千葉市付近のクラスター（橙）においても、東西端付近で応力降下量が大きい傾向が見られた。クラスターの縁辺部は剪断強度が大きいために、その外側で地震が発生しづらいと考えられるが、これは本研究で得られた応力降下量の空間分布と矛盾しない。しかし、極端に大きい応力降下量を呈した地震は、スペクトル形状がオメガ2乗から外れていないのか等の詳細な検証が必要である。上記に加えて、今後は解析地震とEGF波形のS/N比も確認し、解析結果の信頼性の検証を行う予定である。
参考文献
・Boatwright (1978), https://doi.org/10.1785/BSSA0680041117
・Madariaga (1976), https://doi.org/10.1785/BSSA0660030639
・Toda et al. (2008), https://doi.org/10.1038/ngeo318
・Yamada et al. (2021), https://doi.org/10.1186/s40623-020-01326-8