日本地震学会2021年度秋季大会

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A会場

一般セッション » S04. テクトニクス

PM-1

2021年10月15日(金) 13:30 〜 14:45 A会場 (A会場)

座長:中尾 篤史(海洋研究開発機構)、米島 慎二(東京大学地震研究所)

14:15 〜 14:30

[S04-04] 地震の最大マグニチュードと沈み込み帯パラメタを関係づける回帰分析

〇中尾 篤史1、桑谷 立1、上木 賢太1、吉田 健太1、油谷 拓1、日野 英逸2、赤穂 昭太郎3 (1.海洋研究開発機構 海域地震火山部門、2.統計数理研究所 モデリング研究系、3.産業技術総合研究所 人間情報インタラクション研究部門)

1. 研究背景・研究目的
巨大地震は,海洋プレートが沈み込むプレート境界 (沈み込み帯) でのみ発生する.その規模には地域差があり,チリ南部では過去にM9.5が観測された一方,ケルマデク諸島南部では最大M6.6しか記録されていない.近年,沈み込み帯に関する地球物理的データが充実してきたものの,各地域の最大マグニチュードMmaxと明確に相関するパラメタは見つかっていない (Schellart & Rawlison, 2013).本研究では,複数のパラメタの複合的な寄与を検討するため,後述する「沈み込み帯パラメタ」のうちから,Mmaxを合理的に説明する変数を,複数の評価基準を用いた全数探索法により抽出する.

2. データ・解析方法
Mmaxの説明変数の候補として,データベース SubMap4.3 (Heuret & Lallemand, 2005; Heuret et al., 2011 ほか) 等による世界の沈み込み帯169地点・17次元の観測データを用いる.用いたデータには,海洋底の年代,海底地形の荒さ,プレートの沈み込み角度,プレート・海溝の運動速度,上盤プレートの応力場,付加体の有無などが含まれる.「圧縮/中立/引張」や「有る/無し」といった名義尺度は,ダミー変数に変換する.これら17種のパラメタの線形和として目的関数Mmaxを表現し,重回帰分析を行う.217通りのパラメタの全組合せの内から,Mmaxを最もよく説明するものを,LOOCV (一個抜き交差検証) による平均二乗誤差,AIC (赤池情報量規準),BIC (ベイズ情報量規準) などの評価基準に基づいて決定する.

3. 結果・議論
LOOCV誤差・AIC・BICのいずれの評価基準においても,Mmaxを最もよく説明する変数の組合せとして,上盤プレートの地殻の厚さ,海洋スラブの曲率半径,海溝の堆積物の厚さ,付加体の有無,海溝の深さの5つが選ばれ,いずれもMmaxに対して正の寄与をする(付加体については,存在する方がMmaxが大きくなる)ことがわかった.堆積物の厚い地域ほど大きなMmaxが観測されるという結果は,過去の複数研究と整合的である (Heuret et al., 2012; Seno, 2017; Brizzi et al., 2018).近年の数値シミュレーションでは,沈み込み角度がMmaxを制御するパラメタであることが示唆されていたが (Brizzi et al., 2020; Muldashev & Sobolev, 2020),本研究では曲率半径の方がより良い説明変数として採用された.上盤プレートの地殻の厚さがMmaxの説明変数である点は新しい発見であり,広域スケールでプレート境界の面積が大きいことが,巨大地震の発生する上で重要であることが示唆される.本研究で得られた回帰モデルは,Mmaxのおおよその傾向を再現できるものの,一部説明できない観測点もあり,考慮していない要素(海山の沈み込みなど)が影響している可能性がある.