17:15 〜 18:45
[SCG40-P44] 走向方向に長い平面一様断層で発生するSSEのセグメンテーション -数値シミュレーション-
キーワード：SSEのセグメンテーション、南海トラフ、数値シミュレーション、速度・状態依存摩擦則
世界各地の沈み込み帯のプレート境界で、スロースリップイベント（SSE）が巨大地震発生域に隣接した領域で発生している。SSEの活動は巨大地震発生域の応力状態を反映していると考えられ、SSEの物理的機構の解明は巨大地震の予測において重要である。
西南日本の南海トラフ沿いで、SSEはプレート境界の深さ約35kmの等深線に沿った細長い領域で発生する。SSEが走向方向に複数のセグメントに分かれて発生する様子が観測されており、それぞれのセグメントでSSEの発生間隔やすべり量が異なる（Takagi et al., 2019）。各セグメントでSSEが孤立して発生する場合もあれば、セグメント間でSSEが相互作用を起こす場合もある。日向灘南部〜四国西部ではSSEがセグメントを超えて南西から北東方向へ伝播していく様子が観測されている（Takagi et al., 2019）。
これまでSSEのセグメンテーションは、速度状態依存摩擦則に従うプレート境界断層面上の、摩擦パラメタ・有効法線応力等の物理的特性、あるいは断層面形状などの走向方向に関する不均質性により生じるものとしてモデル化されてきた（Liu, 2014; Li et al., 2018）。一方、大畠 (2023)は摩擦特性・有効法線応力を一様に設定した平面断層モデル上でもSSEのセグメンテーションが起こることに注目した。このようなモデル上でのSSEセグメンテーションは、すべりの発展に伴い断層面上で応力が自発的に不均質になることに起因すると考えられる。大畠 (2023)は、SSEのサイズは震源核形成サイズh*（Ruina, 1983; Rice, 1993）により決まり、したがってSSEのセグメント数はh*に反比例することを数値実験により示した。本研究では大畠（2023）を基に数値実験をさらに進め、均質平面断層面上で起こるSSEセグメンテーションの性質を詳細に明らかにする。
大畠 (2023)に倣い、半無限均質等方弾性体中に6 cm/yrで沈み込む走向方向に長い平面断層を設定し、摩擦パラメタを系統的に変化させて数値実験を行った。その結果、SSEのセグメント数は大畠 (2023)で示された通り、h*に概ね反比例するが、摩擦パラメタの比a/b、有効法線応力σにも依存して変化することを明らかにした。また、モデル変数の初期値(すべり速度・状態変数θ)に依存してSSEセグメントのサイズおよび個数が変化すること、摩擦パラメタの組み合わせによりSSEの伝播方向の特徴が双方向や単方向に変化することを新たに確認した。加えて、近隣で地震が発生するなど外部から強い応力擾乱を受けるとセグメント数が変化する様子も確認され、SSEのサイズや発生場所、発生間隔、伝播方向といった観測可能な量は、均質平面断層モデルにおいては応力状態などの状況を反映して容易に変化しうる量であることがわかった。
本研究で用いた単純なモデルでは、実際に観測されているようなSSEセグメント毎の再来間隔、すべり量の違いは再現できない。しかし、本研究は走向方向の不均質性に依らない、SSEセグメンテーションのより本質的な性質を示唆しているかもしれない。
西南日本の南海トラフ沿いで、SSEはプレート境界の深さ約35kmの等深線に沿った細長い領域で発生する。SSEが走向方向に複数のセグメントに分かれて発生する様子が観測されており、それぞれのセグメントでSSEの発生間隔やすべり量が異なる（Takagi et al., 2019）。各セグメントでSSEが孤立して発生する場合もあれば、セグメント間でSSEが相互作用を起こす場合もある。日向灘南部〜四国西部ではSSEがセグメントを超えて南西から北東方向へ伝播していく様子が観測されている（Takagi et al., 2019）。
これまでSSEのセグメンテーションは、速度状態依存摩擦則に従うプレート境界断層面上の、摩擦パラメタ・有効法線応力等の物理的特性、あるいは断層面形状などの走向方向に関する不均質性により生じるものとしてモデル化されてきた（Liu, 2014; Li et al., 2018）。一方、大畠 (2023)は摩擦特性・有効法線応力を一様に設定した平面断層モデル上でもSSEのセグメンテーションが起こることに注目した。このようなモデル上でのSSEセグメンテーションは、すべりの発展に伴い断層面上で応力が自発的に不均質になることに起因すると考えられる。大畠 (2023)は、SSEのサイズは震源核形成サイズh*（Ruina, 1983; Rice, 1993）により決まり、したがってSSEのセグメント数はh*に反比例することを数値実験により示した。本研究では大畠（2023）を基に数値実験をさらに進め、均質平面断層面上で起こるSSEセグメンテーションの性質を詳細に明らかにする。
大畠 (2023)に倣い、半無限均質等方弾性体中に6 cm/yrで沈み込む走向方向に長い平面断層を設定し、摩擦パラメタを系統的に変化させて数値実験を行った。その結果、SSEのセグメント数は大畠 (2023)で示された通り、h*に概ね反比例するが、摩擦パラメタの比a/b、有効法線応力σにも依存して変化することを明らかにした。また、モデル変数の初期値(すべり速度・状態変数θ)に依存してSSEセグメントのサイズおよび個数が変化すること、摩擦パラメタの組み合わせによりSSEの伝播方向の特徴が双方向や単方向に変化することを新たに確認した。加えて、近隣で地震が発生するなど外部から強い応力擾乱を受けるとセグメント数が変化する様子も確認され、SSEのサイズや発生場所、発生間隔、伝播方向といった観測可能な量は、均質平面断層モデルにおいては応力状態などの状況を反映して容易に変化しうる量であることがわかった。
本研究で用いた単純なモデルでは、実際に観測されているようなSSEセグメント毎の再来間隔、すべり量の違いは再現できない。しかし、本研究は走向方向の不均質性に依らない、SSEセグメンテーションのより本質的な性質を示唆しているかもしれない。