[S-SS10] 地震発生の物理・断層のレオロジー

[SSS10-P02] 近接したスロー地震・繰り返し地震の物理メカニズムに関する波状摩擦不均質モデルを用いた検討

*渡邊 悠樹^1,2、三井 雄太¹ (1.国立大学法人　静岡大学、2.現・京都大学大学院)

キーワード：摩擦不均質、速度・状態依存摩擦則、スペクトル境界積分方程式法、スロー地震、繰り返し地震、微動

地震学や地質学的なアプローチにより，断層面では摩擦が不均質に分布していることが示唆されている．一例としてYabe and Ide (2018)では，摩擦不均質が地震活動に及ぼす影響を理解するために，速度・状態依存摩擦(RSF)則のa-b値に基づき速度強化(Velocity Strengthening)パッチと速度弱化(Velocity Weakening)パッチを作成した．そして，パッチを交互に配置することで摩擦不均質を設定し，地震サイクルシミュレーションを行った．その結果，摩擦不均質の度合いを変更することでさまざまな地震活動を再現し，地震活動の地域差が摩擦不均質の特性に依存している可能性を示した．

　本研究は，摩擦不均質を仮定して，非地震性すべり域の近傍でスロー地震や(繰り返し)地震がほぼ同じ場所で発生する現象(例. Todd et al., 2018; Takahashi et al., 2022)のモデル化を試みた．摩擦特性として，従来の各パッチ内部のa-b値を一定値とする単純な二峰性摩擦特性に加え，a-b値の分布をsin 関数で与える波状摩擦特性を検証した．波状摩擦特性は，摩擦特性が間隙流体や鉱物組成変化等の影響で遷移的に変化することを考慮したモデルである．また，速度弱化パッチ間の速度強化域で生じる非地震性すべりの影響を明確にするため，速度弱化パッチ単体は臨界核生成長(地震性高速すべりの自発的発生に必要な最小のすべりパッチサイズ)より短いサイズとした．

　以上の条件で，Lapusta et al. (2000)と同様に動的項を含めた地震サイクルシミュレーションを2次元の面内問題として行った. 速度弱化パッチ間の相互作用が弱い場合には，臨界核生成長の設定どおり，地震性の高速すべりには及ばない自発的なイベント(仮にスロー地震と呼ぶ)が多発した. その上で，速度弱化パッチ間の相互作用を強くすると，特に波状摩擦不均質のモデルでは，速度弱化パッチ間の速度強化域で生じる非地震性すべりによって，速度弱化パッチ上に応力が蓄積される状況がしばしば生じた. このような場合，普段スロー地震が生じる速度弱化パッチ上で局所的な加速が生じ，地震性の高速すべりが誘発されることを確認した．

本研究のモデルにおいて同じ速度弱化パッチで生じるスロー地震と地震の差は，隣接する速度強化域における非地震性すべりによるもので，摩擦不均質の影響が本質的である．ニュージーランドや東北日本沖の沈み込み帯浅部で報告されているごく近傍での微動と(繰り返し)地震の発生に関する，一つの物理メカニズムとして提案する．