17:15 〜 18:45
[U15-P30] 短周期強震記録に基づく能登半島周辺の三次元減衰Qs構造の推定
キーワード：令和6年能登半島地震、S波減衰構造、トモグラフィ、強震動
1. はじめに
本研究では，令和６年能登半島地震(Mj7.6)の震源域を含めた中部日本を対象に，短周期強震記録を用いた三次元S波減衰（Qs）構造の検討を行う．
能登半島北部地域は比較的大きな地震が歴史的に発生する地域である．例えば，歴史記録には1729年に能登・佐渡の地震(M 6.6-7.0)などが発生したことが残されており，近年では2007年能登半島沖地震(Mj 6.9)が発生して被害をもたらしている．加えて，能登半島東部では2020年以降に群発的な地震活動が続いており，その主要因として地下深部からの流体の上昇の可能性が指摘されている（Nishimura et al., 2023, Scientific Reports)．Nakajima (2022, EPS)は能登半島を中心とした地域で詳細なP波及びS波速度構造を推定し，2007年能登半島沖地震の震源域や半島東部の群発地震域における低S波速度，高Vp/ Vs領域の存在から地殻流体の存在について議論している．
Qs値は流体の存在に敏感な指標の一つである．例えば，島弧火山直下には明瞭な低Qs領域が存在することが良く知られている（例えば，中村・植竹, 2004，地震）．本研究では能登半島周辺地域において三次元Qs構造の推定を実施し，その結果，令和6年能登半島地震震源域周辺の深さ0-20km付近においてQs値が大きく低下する傾向が認められた．本発表はその結果の概要について報告するものである．
2. データ・方法
本研究では，スペクトルインバージョンによるQsトモグラフィ解析 （例えば，中村・植竹，2002，地震；中村，2009，博士論文）を用い，北緯-39，東経 -の領域を0.1°×0.1°×10 kmの大きさのブロックで離散化し，Qs構造の推定した．解析にはK-NETおよびKiK-netで得られた地表での加速度記録から計算されるS波スペクトル振幅を用いた．解析期間は1996年5月から2024年1月とし，F-netのメカニズム解が求められているMj 7.5以下の地震を用いた．したがって，令和６年能登半島地震(Mj 7.6)の本震は含まれていない。波形記録は震源の深さが0-200 kmの地震に対して，震央距離が500 km以内の観測点から収集した．ただし，Lg波の影響を避けるため，深さ30 km以浅の地震に対する震央距離は100 kmを上限とした．また，非線形応答の影響を避けるため，加速度振幅が100 cm/s2を超えた記録を除外した．最終的に885個の地震から47,455の波形記録を得た．その後，1 Hzきざみに1-10 HzにおけるS波スペクトル振幅を算出した．
3. 結果と議論
本解析で推定された三次元Qs構造は，能登半島周辺においておおよそ水平20 km，深さ10 kmの構造を明らかにする分解能をもつ．ただし，Qs値そのものの推定精度については更なる検討が必要であるため，ここではQs構造の定性的な特徴についてのみ述べる．
推定されたQs構造では，能登半島北東部（令和6年能登半島地震の震源域）や北西部（2007年能登半島地震の震源域付近）の深さ0-20 kmにおいて震源断層に平行に分布する低Qs領域が認められた．この低Qs領域の分布は，Nakajima (2022)によるS波速度の低速度領域の分布とよく対応する．また，その南側（能登半島南部）では低Qs領域におおよそ平行に分布する帯状の高Qs領域が推定された．
本研究で用いたインバージョン解析は，Qs構造に加えて，震源特性とサイト増幅特性を同時に推定する．能登半島は地震観測網の端に位置するため，これらの推定量にトレードオフが生じている恐れがある．特に，震源特性を過大評価した場合，その近傍で低Qs領域が推定される．今後は，そのようなトレードオフの影響や推定された三次元Qs構造の信頼性をより詳しく検証し，減衰構造を含む，能登半島周辺の地殻構造と地震活動の関係を検討する予定である．
謝辞
本研究は，特別研究促進費（23K17482）の支援をいただきました．
本研究では，令和６年能登半島地震(Mj7.6)の震源域を含めた中部日本を対象に，短周期強震記録を用いた三次元S波減衰（Qs）構造の検討を行う．
能登半島北部地域は比較的大きな地震が歴史的に発生する地域である．例えば，歴史記録には1729年に能登・佐渡の地震(M 6.6-7.0)などが発生したことが残されており，近年では2007年能登半島沖地震(Mj 6.9)が発生して被害をもたらしている．加えて，能登半島東部では2020年以降に群発的な地震活動が続いており，その主要因として地下深部からの流体の上昇の可能性が指摘されている（Nishimura et al., 2023, Scientific Reports)．Nakajima (2022, EPS)は能登半島を中心とした地域で詳細なP波及びS波速度構造を推定し，2007年能登半島沖地震の震源域や半島東部の群発地震域における低S波速度，高Vp/ Vs領域の存在から地殻流体の存在について議論している．
Qs値は流体の存在に敏感な指標の一つである．例えば，島弧火山直下には明瞭な低Qs領域が存在することが良く知られている（例えば，中村・植竹, 2004，地震）．本研究では能登半島周辺地域において三次元Qs構造の推定を実施し，その結果，令和6年能登半島地震震源域周辺の深さ0-20km付近においてQs値が大きく低下する傾向が認められた．本発表はその結果の概要について報告するものである．
2. データ・方法
本研究では，スペクトルインバージョンによるQsトモグラフィ解析 （例えば，中村・植竹，2002，地震；中村，2009，博士論文）を用い，北緯-39，東経 -の領域を0.1°×0.1°×10 kmの大きさのブロックで離散化し，Qs構造の推定した．解析にはK-NETおよびKiK-netで得られた地表での加速度記録から計算されるS波スペクトル振幅を用いた．解析期間は1996年5月から2024年1月とし，F-netのメカニズム解が求められているMj 7.5以下の地震を用いた．したがって，令和６年能登半島地震(Mj 7.6)の本震は含まれていない。波形記録は震源の深さが0-200 kmの地震に対して，震央距離が500 km以内の観測点から収集した．ただし，Lg波の影響を避けるため，深さ30 km以浅の地震に対する震央距離は100 kmを上限とした．また，非線形応答の影響を避けるため，加速度振幅が100 cm/s2を超えた記録を除外した．最終的に885個の地震から47,455の波形記録を得た．その後，1 Hzきざみに1-10 HzにおけるS波スペクトル振幅を算出した．
3. 結果と議論
本解析で推定された三次元Qs構造は，能登半島周辺においておおよそ水平20 km，深さ10 kmの構造を明らかにする分解能をもつ．ただし，Qs値そのものの推定精度については更なる検討が必要であるため，ここではQs構造の定性的な特徴についてのみ述べる．
推定されたQs構造では，能登半島北東部（令和6年能登半島地震の震源域）や北西部（2007年能登半島地震の震源域付近）の深さ0-20 kmにおいて震源断層に平行に分布する低Qs領域が認められた．この低Qs領域の分布は，Nakajima (2022)によるS波速度の低速度領域の分布とよく対応する．また，その南側（能登半島南部）では低Qs領域におおよそ平行に分布する帯状の高Qs領域が推定された．
本研究で用いたインバージョン解析は，Qs構造に加えて，震源特性とサイト増幅特性を同時に推定する．能登半島は地震観測網の端に位置するため，これらの推定量にトレードオフが生じている恐れがある．特に，震源特性を過大評価した場合，その近傍で低Qs領域が推定される．今後は，そのようなトレードオフの影響や推定された三次元Qs構造の信頼性をより詳しく検証し，減衰構造を含む，能登半島周辺の地殻構造と地震活動の関係を検討する予定である．
謝辞
本研究は，特別研究促進費（23K17482）の支援をいただきました．