[S-VC34] 海域火山

[SVC34-15] DONET高密度海底水圧記録に基づく北硫黄島カルデラ起因の微小津波シグナルの検出

*三反畑 修^1,2、齊藤 竜彦¹ (1.防災科学技術研究所、2.JSPS特別研究員(PD))

キーワード：海底火山、カルデラ、津波、火山性地震、波形解析

北硫黄島カルデラは，伊豆・小笠原諸島弧のカルデラ構造を持つ海底火山で，その近傍では近年2〜5年ごとに非ダブルカップル成分に富んだ地震(M_w 5.2–5.3)が観測されている．我々の先行研究(Sandanbata & Saito, 2022, JpGU)では，2008年と2015年地震直後に，日本南方沖合のDART(Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunami)システムの単一の海底圧力計が，ミリメートル振幅の津波を記録していたことを報告した．この津波記録の解析によって，海底カルデラ内で「トラップドア断層破壊」と呼ばれる，地下のマグマ溜まりの高圧化に起因するカルデラ内断層破壊が発生し，津波を引き起こしていることを示した．一方，先行研究で用いた海底水圧計は，最近の2017年(M_w 5.2)，2019年(M_w 5.3)のNDC地震時を含む期間の高時間分解能データを喪失しており，これらの地震の震源メカニズム調査には用いることができなかった．

本研究では，2017年・2019年地震の震源メカニズムの調査のため，DONET(Dense Oceanfloor Network system for Earthquakes and Tsunamis)の高密度観測点の複数の海底圧力計記録を用いて，両地震に伴う津波シグナルの検出を試みた．個々の海底水圧記録では，S/N比が悪く明確な津波信号が同定できなかったため，以下のように津波波形のスタッキングを行った．まず，2008 年地震のトラップドア断層破壊モデルを仮定して津波発生・伝播の数値計算を行い，各観測点における津波計算波形を得る．次に，計算波形の最初のピーク値を読み取り，各点における津波到達時間を予測する．最後に，複数点の海底水圧計の波形トレースを，予測到達時間差でシフトして，波形の重ね合わせ(スタッキング)を行う．一方で比較のため，2008年地震モデルの計算波形に対しても，同様の手法で波形スタッキングを行った．

その結果，2つの地震後の海底水圧計記録のスタック波形から，明確な海底水圧変動が検出した．これらの変動の特徴として，以下の二点が挙げられる：（１）予測された到達時間以降に見られる，（２）それらの周期や位相が，計算津波波形から得たスタック波形のそれらとおおよそ類似する．これらのことから，スタック波形の海底水圧変動は，北硫黄島カルデラから伝播してきた小振幅の津波信号が増幅されたものと解釈ができ，2017年・2019年地震が，2008年地震と同様，トラップドア断層破壊の震源メカニズムで発生したことを強く示唆する．一方で，2017年と2019年の地震後のスタック波形内の海底水圧変動波形の形状は若干異なっており，海底カルデラ内の断層の位置や長さなど，二つの地震の震源特性の違いを反映すると考えられる．本研究で示したような，微小な火山性津波の検出技術を用いることで，従来の監視システムで見落とされていた海底火山活動を検出し，より広範および詳細な海底火山活動の把握へと繋がることが期待される．