4:00 PM - 4:15 PM
[S22-16] Lateral variation of static stress drop in the source area of the 2024 Noto Peninsula earthquake
令和6年能登半島地震の震源域は，能登半島北東の海域から能登半島西方に約150kmの範囲に広がる．震源域周辺では，構造探査などの結果に基づいて多数の断層の分布が明らかにされている（佐藤・他 2021）．震源域の海域における詳細な震源分布や断層形状などを把握するため，全国の大学とJAMSTECでは海底地震計を用いた地震観測を1月下旬から実施している（篠原・他，2024）．2月下旬に26台の地震計を回収し，約一ヶ月間の記録を取得した．本研究では，この観測期間内に震源域周辺で発生したM1.8~5.2の地震を対象に震源スペクトルの特徴を調べた．解析には，回収した海底地震計と震源域周辺の陸上観測点の記録を使用した．
中小規模地震の震源スペクトルの推定では，伝播経路上の散乱・非弾性減衰の影響とサイト増幅特性を適切に取り除く必要がある．これまでの研究の多くは，経験的グリーン関数を用いて直達波のスペクトル比から震源スペクトルを推定している(例えば Shearer et al. 2006)．しかし本研究で用いる記録は直達波が振り切れたものが多数あり，地震の震源メカニズムも多様であったため，この手法は適用できなかった．そこでSコーダ波のスペクトル比を用いた解析を実施した．数Hz以上のSコーダ波は，発震時からの経過時間がS波走時の約2倍以上となると，振動エネルギーがほぼ空間一様に分布する．同一観測点で得られた異なる2つの地震について，発震時から同じ経過時間のコーダ波のスペクトル比をとることでサイト特性と伝播経路の影響を除去し，震源スペクトル比が得られる．これまでの直達波やコーダ波のスペクトル比を用いた震源スペクトルの研究では，地震ペアごとにスペクトル比にω−2モデルをフィッティングしてコーナー周波数(fc)を推定し，その平均をとるなどして各震源のfcを推定している（例えば，Kita et al. 2024）．本研究では，全ての震源ペアで得られたスペクトル比に対する残差を用いて尤度関数を定義し，マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて全地震の地震モーメント（M0）と fcを推定した．各ペアで得られる震源スペクトル比は，各観測点，各成分の異なる時間窓で得られたものの対数平均をとり，その分散で重み付けをした．重み付き残差が正規分布に従うと仮定し，重み付き残差の分散は階層ベイズを用いて同時推定した．またM0の大きさを制約するため，防災科学技術研究所F-netのCMT解を参照し，解析対象とした地震の中でCMT解のvariance reductionが80以上の地震について，log M0のCMT解からのずれが正規分布となる事前分布を仮定した．
得られた結果はM0が概ねfc−3に比例し，Bruneの静的応力降下量は規模によらず0.5MPa～10MPaであった．震源域周辺で構築された断層モデル（佐藤・他，2021）のうち，震源域北東部のNT3東部やNT2周辺で応力降下量が小さい傾向が見られた．応力降下量が相対的に小さくなる特徴は，地震で大きな滑りがあった領域や固着が弱い領域などで報告されている(Shearer et al. 2006; Moyer et al. 2018)．NT2やNT3はM7.6の地震時には大きく滑らなかった可能性が津波の解析などから指摘されており（Fujii & Satake 2024），NT3東部やNT2では断層面上の固着状況や摩擦係数などが震源域西部とは異なる可能性が考えられる．
謝辞：本研究では防災科学技術研究所Hi-net, F-net，東京大学，京都大学，気象庁の陸上観測点の地震波形記録を使用させていただきました．
中小規模地震の震源スペクトルの推定では，伝播経路上の散乱・非弾性減衰の影響とサイト増幅特性を適切に取り除く必要がある．これまでの研究の多くは，経験的グリーン関数を用いて直達波のスペクトル比から震源スペクトルを推定している(例えば Shearer et al. 2006)．しかし本研究で用いる記録は直達波が振り切れたものが多数あり，地震の震源メカニズムも多様であったため，この手法は適用できなかった．そこでSコーダ波のスペクトル比を用いた解析を実施した．数Hz以上のSコーダ波は，発震時からの経過時間がS波走時の約2倍以上となると，振動エネルギーがほぼ空間一様に分布する．同一観測点で得られた異なる2つの地震について，発震時から同じ経過時間のコーダ波のスペクトル比をとることでサイト特性と伝播経路の影響を除去し，震源スペクトル比が得られる．これまでの直達波やコーダ波のスペクトル比を用いた震源スペクトルの研究では，地震ペアごとにスペクトル比にω−2モデルをフィッティングしてコーナー周波数(fc)を推定し，その平均をとるなどして各震源のfcを推定している（例えば，Kita et al. 2024）．本研究では，全ての震源ペアで得られたスペクトル比に対する残差を用いて尤度関数を定義し，マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて全地震の地震モーメント（M0）と fcを推定した．各ペアで得られる震源スペクトル比は，各観測点，各成分の異なる時間窓で得られたものの対数平均をとり，その分散で重み付けをした．重み付き残差が正規分布に従うと仮定し，重み付き残差の分散は階層ベイズを用いて同時推定した．またM0の大きさを制約するため，防災科学技術研究所F-netのCMT解を参照し，解析対象とした地震の中でCMT解のvariance reductionが80以上の地震について，log M0のCMT解からのずれが正規分布となる事前分布を仮定した．
得られた結果はM0が概ねfc−3に比例し，Bruneの静的応力降下量は規模によらず0.5MPa～10MPaであった．震源域周辺で構築された断層モデル（佐藤・他，2021）のうち，震源域北東部のNT3東部やNT2周辺で応力降下量が小さい傾向が見られた．応力降下量が相対的に小さくなる特徴は，地震で大きな滑りがあった領域や固着が弱い領域などで報告されている(Shearer et al. 2006; Moyer et al. 2018)．NT2やNT3はM7.6の地震時には大きく滑らなかった可能性が津波の解析などから指摘されており（Fujii & Satake 2024），NT3東部やNT2では断層面上の固着状況や摩擦係数などが震源域西部とは異なる可能性が考えられる．
謝辞：本研究では防災科学技術研究所Hi-net, F-net，東京大学，京都大学，気象庁の陸上観測点の地震波形記録を使用させていただきました．