1:45 PM - 2:00 PM
[S09-21] Evaluation of the foreshock in 2016 Kumamoto earthquake based on radiated energy: the effect of pore-pressure and loading-rate changes
大地震の発生に先立つ前駆的地震活動が、本震の震源核形成過程の非地震性すべりや、断層面に浸入した地殻流体による断層強度低下、あるいはそれに伴って発生する非地震性すべりに起因して発生している可能性が指摘されている (e.g., Sibson, 1992; Kato et al., 2012; Matsumoto et al., 2022)。しかしながら、前駆的地震活動発生の物理過程に関して、観測データに基づいて与えられている拘束は十分でない。前駆的地震活動において発生した地震と本震後に発生した地震の特徴を系統的に調べ比較することが有用であると考えられる。
2016年熊本地震の際には、2016年4月14日にM6.5の地震が発生し、その28時間後にM7.3の本震が発生した。M6.5 前震発生からM7.3 本震発生までの期間に多数の地震が発生しており、前駆的地震活動と本震の関係を調べるのに適していると考えられる。M6.5 前震後に発生した小地震の震源スペクトルと規格化エネルギーを推定し、それらの特徴を系統的に調べた。
初めに、観測スペクトルから地震波減衰 Q-1 とサイト特性の影響を除去することにより震源スペクトルを決定した。サイト特性と地震波減衰 Q-1 については、地震波の後続波を用いたコーダ規格化法 (Aki and Chouet, 1975; Aki, 1980) に基づいて評価した (Takahashi et al., 2005; Yoshida et al., 2017)。次に、決定した震源スペクトルに基づいて放射エネルギーと地震モーメントを計算して規格化エネルギーを推定した。
この結果、10656個の地震について、震源スペクトルと規格化エネルギー eR を推定することができた。得られた eR の範囲は 10-5 から 10-4 (log10(eR) の平均値と標準偏差はそれぞれ -4.97、0.30) であり、先行研究 (e.g., Abercrombie et al., 1995; Kanamori and Brodsky, 2004; Yoshida and Kanamori, 2023) で推定された地殻内地震のそれと同じ範囲であった。
各地震の規格化エネルギーの時空間的な特徴を調べた。その結果、M6.5 前震が発生してから M7.3 本震が発生するまでの期間において、eR が M6.5 前震発生からの時間の経過とともに系統的に減少する傾向が得られた。規格化エネルギーは応力降下量や破壊伝播速度に相関する (e.g., Kanamori and Brodsky, 2001)。M6.5前震とM7.3本震の間の期間に地殻流体が断層面に浸入して、断層の有効法線応力を低下させることにより、前駆的地震活動の応力降下量や破壊伝播層度が低下させられていた (e.g., Goertz-Allmann et al., 2011; Kwiatek et al., 2014; Yoshida et al., 2017) ことを反映している可能性がある。
一方、M7.3本震が発生した直後には、eR が一時的に増加する傾向が見られた。余効滑り等による loading rateの増加に伴い断層の不安定性が増し、一時的に破壊伝播速度や応力降下量が増加していたことを意味している可能性がある。
謝辞
解析には防災科学技術研究所、気象庁、九州大学が設置された地震計の記録と、気象庁の一元化カタログの震源データを使用した。記して感謝申し上げる。
2016年熊本地震の際には、2016年4月14日にM6.5の地震が発生し、その28時間後にM7.3の本震が発生した。M6.5 前震発生からM7.3 本震発生までの期間に多数の地震が発生しており、前駆的地震活動と本震の関係を調べるのに適していると考えられる。M6.5 前震後に発生した小地震の震源スペクトルと規格化エネルギーを推定し、それらの特徴を系統的に調べた。
初めに、観測スペクトルから地震波減衰 Q-1 とサイト特性の影響を除去することにより震源スペクトルを決定した。サイト特性と地震波減衰 Q-1 については、地震波の後続波を用いたコーダ規格化法 (Aki and Chouet, 1975; Aki, 1980) に基づいて評価した (Takahashi et al., 2005; Yoshida et al., 2017)。次に、決定した震源スペクトルに基づいて放射エネルギーと地震モーメントを計算して規格化エネルギーを推定した。
この結果、10656個の地震について、震源スペクトルと規格化エネルギー eR を推定することができた。得られた eR の範囲は 10-5 から 10-4 (log10(eR) の平均値と標準偏差はそれぞれ -4.97、0.30) であり、先行研究 (e.g., Abercrombie et al., 1995; Kanamori and Brodsky, 2004; Yoshida and Kanamori, 2023) で推定された地殻内地震のそれと同じ範囲であった。
各地震の規格化エネルギーの時空間的な特徴を調べた。その結果、M6.5 前震が発生してから M7.3 本震が発生するまでの期間において、eR が M6.5 前震発生からの時間の経過とともに系統的に減少する傾向が得られた。規格化エネルギーは応力降下量や破壊伝播速度に相関する (e.g., Kanamori and Brodsky, 2001)。M6.5前震とM7.3本震の間の期間に地殻流体が断層面に浸入して、断層の有効法線応力を低下させることにより、前駆的地震活動の応力降下量や破壊伝播層度が低下させられていた (e.g., Goertz-Allmann et al., 2011; Kwiatek et al., 2014; Yoshida et al., 2017) ことを反映している可能性がある。
一方、M7.3本震が発生した直後には、eR が一時的に増加する傾向が見られた。余効滑り等による loading rateの増加に伴い断層の不安定性が増し、一時的に破壊伝播速度や応力降下量が増加していたことを意味している可能性がある。
謝辞
解析には防災科学技術研究所、気象庁、九州大学が設置された地震計の記録と、気象庁の一元化カタログの震源データを使用した。記して感謝申し上げる。