[SCG70-P06] プレート境界型地震の不均質SMGAモデル
キーワード：Strong motion generation area, heterogenous source, stress drop
強震動（構造物等の被害の原因となる0.1～10．Hzの周波数帯の強い揺れ）は、震源断層面上にいくつかの塊になって生じる強震動生成域（SMGA）がその主たる発生源である。
SMGA内部のパラメータの不均質構造については、解析の際により高周波の分解能が必要となるため、あまり良く調べられていない。もしSMGA内部の破壊がなめらかに進めば、SMGA波の短周期成分にはストッピングフェーズが卓越すると考えられるが、観測波形はそのような性質を示さないので、SMGA内部の破壊過程は複雑であると推定される。また、SMGAに対応すると考えられる場所で、特に強い短周期パルスを発生する小領域が、1978年宮城県沖地震（松島・川瀬、2006）や、2011年東北地方太平洋沖地震（野津、2012；Kurahashi and Irikura, 2013）で見つかっている。
プレート境界大地震など、地震が大きくなるほどSMGAの面積は大きく、面積に起因する卓越周期が長くなる。それとともに、SMGAの卓越周期以下の、構造物被害に重要な周期帯の幅が広くなるが、この周期帯の地震波の生成はSMGA内部の破壊の不均質性に大きく左右されることになる。また、前述の強い短周期パルスがどのような強さや卓越周期を持ち、それを発生させる応力降下量の特に強い小領域がどのような確率で発生しうるのかを推測することは重要である。
プレート境界型地震について、SMGAを求めた研究を収集し、SMGAの面積と応力降下量の関係を調べたところ、面積の小さいSMGAでは応力降下量のばらつきが大きく、面積が大きくなると変動が小さくなることがわかった。これは、強震動生成する場の不均質性を示している可能性があると考えられる。つまり、微視的には不均質が強く、巨視的には弱いという不均質性が推定できる。
そこで、不均質応力場を設定し、その任意の面積が破壊して地震のSMGAになると仮定して、SMGAの面積ｰ応力降下量の関係を再現するようなモデル化手法を検討した。応力降下量の不均質分布は、空間的には、k-1の波数スペクトル形状を持つフラクタル分布を仮定し、確率分布には対数正規分布を仮定した。応力降下量分布のk-1波数スペクトル分布は、地震発生の場は自己相似な不均質性を持つという推測のもと、ブロードバンドで複雑な観測波形を再現するものとして提案されてきたものである（Frankel, 1991; Herrero and Bernard, 1994など）。確率分布が対数正規分布というのは、すべり量の確率分布から推定されている（Gusev, 2011）。k-1分布のコーナー波数、および、対数正規分布の形状（平均や分散に当たるもの）といったパラメータを調整することにより、プレート境界型地震のSMGAの面積―応力降下量の関係を模すような応力降下量分布モデルを作成することができた。
2011年東北地方太平洋沖地震では、4～5個のSMGAが求められ（Asano and Iwata, 2012など）、うち宮城沖の破壊開始点付近の2つのSMGA内部には、強い短周期パルスを発生する小領域が見つかっている（Kurahashi and Irikura, 2013）。これらのSMGAをターゲットに、前項のSMGA不均質応力降下量分布モデルを作成する。さらに、地震波形を合成し、観測された地震動の特徴と比べて妥当性を検討したいと考えている。
SMGA内部のパラメータの不均質構造については、解析の際により高周波の分解能が必要となるため、あまり良く調べられていない。もしSMGA内部の破壊がなめらかに進めば、SMGA波の短周期成分にはストッピングフェーズが卓越すると考えられるが、観測波形はそのような性質を示さないので、SMGA内部の破壊過程は複雑であると推定される。また、SMGAに対応すると考えられる場所で、特に強い短周期パルスを発生する小領域が、1978年宮城県沖地震（松島・川瀬、2006）や、2011年東北地方太平洋沖地震（野津、2012；Kurahashi and Irikura, 2013）で見つかっている。
プレート境界大地震など、地震が大きくなるほどSMGAの面積は大きく、面積に起因する卓越周期が長くなる。それとともに、SMGAの卓越周期以下の、構造物被害に重要な周期帯の幅が広くなるが、この周期帯の地震波の生成はSMGA内部の破壊の不均質性に大きく左右されることになる。また、前述の強い短周期パルスがどのような強さや卓越周期を持ち、それを発生させる応力降下量の特に強い小領域がどのような確率で発生しうるのかを推測することは重要である。
プレート境界型地震について、SMGAを求めた研究を収集し、SMGAの面積と応力降下量の関係を調べたところ、面積の小さいSMGAでは応力降下量のばらつきが大きく、面積が大きくなると変動が小さくなることがわかった。これは、強震動生成する場の不均質性を示している可能性があると考えられる。つまり、微視的には不均質が強く、巨視的には弱いという不均質性が推定できる。
そこで、不均質応力場を設定し、その任意の面積が破壊して地震のSMGAになると仮定して、SMGAの面積ｰ応力降下量の関係を再現するようなモデル化手法を検討した。応力降下量の不均質分布は、空間的には、k-1の波数スペクトル形状を持つフラクタル分布を仮定し、確率分布には対数正規分布を仮定した。応力降下量分布のk-1波数スペクトル分布は、地震発生の場は自己相似な不均質性を持つという推測のもと、ブロードバンドで複雑な観測波形を再現するものとして提案されてきたものである（Frankel, 1991; Herrero and Bernard, 1994など）。確率分布が対数正規分布というのは、すべり量の確率分布から推定されている（Gusev, 2011）。k-1分布のコーナー波数、および、対数正規分布の形状（平均や分散に当たるもの）といったパラメータを調整することにより、プレート境界型地震のSMGAの面積―応力降下量の関係を模すような応力降下量分布モデルを作成することができた。
2011年東北地方太平洋沖地震では、4～5個のSMGAが求められ（Asano and Iwata, 2012など）、うち宮城沖の破壊開始点付近の2つのSMGA内部には、強い短周期パルスを発生する小領域が見つかっている（Kurahashi and Irikura, 2013）。これらのSMGAをターゲットに、前項のSMGA不均質応力降下量分布モデルを作成する。さらに、地震波形を合成し、観測された地震動の特徴と比べて妥当性を検討したいと考えている。