4:15 PM - 4:30 PM
[S22-11] Estimate an interplate coupling in the southern Kuril trench with a stress-constrained inversion method
目的・背景
北海道道東の十勝沖・根室沖は、千島海溝より太平洋プレートが陸側のプレートの下に沈み込む、沈み込み帯である。沈み込み帯における地震の発生は地震間期のプレート収束によって蓄積したひずみの解放であり、すべり欠損速度は、プレート間のひずみ蓄積量を推定する指標となる。そのため、当該地域のすべり欠損速度を正しく見積もることで、次の地震で想定し得る最大のすべり量や、その災害規模をより正確に検討することができる。現状すべり欠損速度を導出する手法として、陸域の測地データを用いた測地インバージョンが一般的であるが、陸域の測地データのみ、あるいは一部海底の測地データを用いたとしても、測地点は陸域に偏在しており、主に遠い沖合の断層のすべりに対して解像度が低いものとなってしまう。また、本来摩擦固着がない地域でも、運動学的には固着しているとみなされる場合がある。本研究では応力条件を拘束したインバージョン法（Lindsey et al. 2021）を用いることでより海溝軸に近いエリアの解像度を上げることを目指した。Lindsey et al. (2021)ではこの手法を日本海溝に適用し、2011年東北沖地震前の期間において旧来手法にくらべプレート境界浅部での滑り欠損速度が大きかった可能性を示した．本研究では、1996年以降の国土地理院電子基準点データにLindsey et al.(2021)の手法を適用し、十勝沖・根室沖のプレート間固着状態の時空間変化について検討を行う．
データセットとインバージョン手法
国土地理院電子基準点日々座標値F5解を時系列の東西、南北、上下変位に変換した上で期間を①2003年十勝沖地震前(1996.3.21~2003.9.25)、②2011年東北沖地震前(2006.9.26~2011.3.9)、③2011年東北沖地震後(2014.3.11~2022.6.25)の3つの期間に分け、年周・半年周運動の影響を除外した直線近似の傾きを変位速度(mm/yr)とした。F5解はITRF14に準拠しており、北米プレート準拠の基準系に変換するため、plate motion calculator（UNAVCO web site）を用いて各観測点の北米プレートによる理論変位を計算して速度ベクトルを平行移動させて入力に用いる変位速度を導出した。計算に使用する三角メッシュはSlab2スラブモデルに沿って作成されたものを用いた(Haues et al., 2018)。 地震間期の余効変動やスロースリップがない状態では応力速度が常に正であるという拘束条件を基に計算を行った。計算にはLindsey et al. (2021)が公開しているMatlabプログラムを用いた。北米プレートを固定した場合の太平洋プレートの相対運動量はGSRM v2.1(Kreemer et al., 2014)を参照した。グリーン関数はNikhoo et al., 2015の手法によって計算されたものを用いた。
結果と考察
図aと図bから、2003年十勝沖地震前は十勝根室沖の海溝軸寄りを含む広い範囲で固着度が高い状態であったが、2003年十勝沖地震後には、例えばItoh et al. (2019)が示したように、大すべり域に加えプレート境界浅部の固着度も低下したことがわかる。この領域ではVLFや微動の発生が知られているが（Nishikawa et al., 2019, Baba et al., 2020）、固着度の低下はAsano et al. (2010)で示されたVLF活動の活発化と関連している可能性がある。2003年十勝沖地震後は粘弾性緩和による地殻変動が卓越しており（例えばItoh and Nishimura, 2016, Itoh et al., 2021）その影響の評価が必要である。図bと図cが示すように、2011年東北沖地震の前後を通じて十勝沖付近の固着度は増加し、根室寄りの地域では2003年以前の結果と類似して高い固着度が維持されていることがわかる。全期間を通じて、十勝根室沖の海溝軸に近いプレート境界浅部では固着度が高く、沿岸部では低い傾向が示唆されており、先行研究（国土地理院会報, 2012, Itoh et al., 2021）や、海底地殻変動観測の結果（太田・他、2021）と整合的である。継続して固着度が低いdowndip側では中規模繰り返し地震が知られており（佐鯉・他, 2014, 気象庁気象研究所, 2021）、定常的なすべりを示唆している可能性がある。根室沖の固着度は解析期間を通じて常に高い度合いを維持しているが、これは断層モデルの端であることによるアーティファクトである可能性がある。
謝辞：国土地理院電子基準点のF5解を利用しました
北海道道東の十勝沖・根室沖は、千島海溝より太平洋プレートが陸側のプレートの下に沈み込む、沈み込み帯である。沈み込み帯における地震の発生は地震間期のプレート収束によって蓄積したひずみの解放であり、すべり欠損速度は、プレート間のひずみ蓄積量を推定する指標となる。そのため、当該地域のすべり欠損速度を正しく見積もることで、次の地震で想定し得る最大のすべり量や、その災害規模をより正確に検討することができる。現状すべり欠損速度を導出する手法として、陸域の測地データを用いた測地インバージョンが一般的であるが、陸域の測地データのみ、あるいは一部海底の測地データを用いたとしても、測地点は陸域に偏在しており、主に遠い沖合の断層のすべりに対して解像度が低いものとなってしまう。また、本来摩擦固着がない地域でも、運動学的には固着しているとみなされる場合がある。本研究では応力条件を拘束したインバージョン法（Lindsey et al. 2021）を用いることでより海溝軸に近いエリアの解像度を上げることを目指した。Lindsey et al. (2021)ではこの手法を日本海溝に適用し、2011年東北沖地震前の期間において旧来手法にくらべプレート境界浅部での滑り欠損速度が大きかった可能性を示した．本研究では、1996年以降の国土地理院電子基準点データにLindsey et al.(2021)の手法を適用し、十勝沖・根室沖のプレート間固着状態の時空間変化について検討を行う．
データセットとインバージョン手法
国土地理院電子基準点日々座標値F5解を時系列の東西、南北、上下変位に変換した上で期間を①2003年十勝沖地震前(1996.3.21~2003.9.25)、②2011年東北沖地震前(2006.9.26~2011.3.9)、③2011年東北沖地震後(2014.3.11~2022.6.25)の3つの期間に分け、年周・半年周運動の影響を除外した直線近似の傾きを変位速度(mm/yr)とした。F5解はITRF14に準拠しており、北米プレート準拠の基準系に変換するため、plate motion calculator（UNAVCO web site）を用いて各観測点の北米プレートによる理論変位を計算して速度ベクトルを平行移動させて入力に用いる変位速度を導出した。計算に使用する三角メッシュはSlab2スラブモデルに沿って作成されたものを用いた(Haues et al., 2018)。 地震間期の余効変動やスロースリップがない状態では応力速度が常に正であるという拘束条件を基に計算を行った。計算にはLindsey et al. (2021)が公開しているMatlabプログラムを用いた。北米プレートを固定した場合の太平洋プレートの相対運動量はGSRM v2.1(Kreemer et al., 2014)を参照した。グリーン関数はNikhoo et al., 2015の手法によって計算されたものを用いた。
結果と考察
図aと図bから、2003年十勝沖地震前は十勝根室沖の海溝軸寄りを含む広い範囲で固着度が高い状態であったが、2003年十勝沖地震後には、例えばItoh et al. (2019)が示したように、大すべり域に加えプレート境界浅部の固着度も低下したことがわかる。この領域ではVLFや微動の発生が知られているが（Nishikawa et al., 2019, Baba et al., 2020）、固着度の低下はAsano et al. (2010)で示されたVLF活動の活発化と関連している可能性がある。2003年十勝沖地震後は粘弾性緩和による地殻変動が卓越しており（例えばItoh and Nishimura, 2016, Itoh et al., 2021）その影響の評価が必要である。図bと図cが示すように、2011年東北沖地震の前後を通じて十勝沖付近の固着度は増加し、根室寄りの地域では2003年以前の結果と類似して高い固着度が維持されていることがわかる。全期間を通じて、十勝根室沖の海溝軸に近いプレート境界浅部では固着度が高く、沿岸部では低い傾向が示唆されており、先行研究（国土地理院会報, 2012, Itoh et al., 2021）や、海底地殻変動観測の結果（太田・他、2021）と整合的である。継続して固着度が低いdowndip側では中規模繰り返し地震が知られており（佐鯉・他, 2014, 気象庁気象研究所, 2021）、定常的なすべりを示唆している可能性がある。根室沖の固着度は解析期間を通じて常に高い度合いを維持しているが、これは断層モデルの端であることによるアーティファクトである可能性がある。
謝辞：国土地理院電子基準点のF5解を利用しました