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考えて,断層すべりインヴァージョンによりすべり分布を推定した.

断層すべりインヴァージョンにより推定された,2011年3月9日に発生した東北地方太 平洋沖地震の前震(Mw7.3)の断層すべり分布においては,最大すべり量は1.0 mとなり,

主な破壊は断層の北西側の40 km × 40 kmの領域に集中し,破壊はプレート境界に沿って深 い方向へ進んだという結果が得られた.得られたすべり分布から計算したマグニチュード

はMw7.25となり,地震学的データから求められたマグニチュードの値とほぼ一致した.

3月10日のMw6.5の地震の推定されたすべり分布では,最大すべり量は0.2 mで,主な

すべり域は震央の西側に位置し,その広がりは走向方向に20 km,傾斜方向に40 kmであっ たと推定された.得られたすべり分布から計算したマグニチュードはMw6.64となり,地震 学的に求められたマグニチュードの値(Mw6.5)と大きく矛盾しない.

これら2つの地震の主破壊域は相互に重ならず,また10日の地震の主すべり域は,東北 地方太平洋沖地震の破壊開始点のごく近傍にまで及んでいる,推定された前震のすべり分 布は,GPS 観測および海底圧力観測から得られた地殻変動データに基づき推定した前震の すべり分布とよく一致し,また,3月10日の地震の地震時すべり域は前震の余効すべり域 の範囲内に包含されていた.

前震発生後の余震活動の推移とあわせて考えると,前震の余効すべりは,3 月10日の地 震のような大規模なものを含む余震を励起しながら,前震破壊域より南側の本震の破壊開 始点へ向かって進展し,最終的に本震(Mw9.0)の発生に至る,という連鎖的な破壊が示唆 される.

前震の破壊域について,先行研究と比較し,震源域近傍の津波波形記録を用いることで,

すべり域の推定精度と分解能が向上することを示した.それぞれの地震の主すべり域の広 がりとすべり量の大きさから応力降下量を推定したところ,前震に比べて3月10日の地震 の応力降下量は,小さく見積もられた.このことから,前震発生後に強度の低下があり,

その結果として最大余震が発生した可能性を指摘した.

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1981年に宮城県沖で発生したM7.0の地震による津波波源域の位置は,本研究で推定され た津波波源域とほぼ一致することを示した.このことから, 3月9日の前震の破壊域は,

1981年のM7.0の地震の破壊域を含んでおり,少なくとも1981年の震源域は2011年の前震 時に再破壊した可能性が高い.

東北地方太平洋沖地震後に発生したスラブ内地震への適用

東北地方太平洋沖地震から約4か月後の7月10日に沈み込む太平洋スラブ内で発生した 横ずれ型地震について解析した結果,津波波源インヴァージョンから推定された初期波高 分布は,隆起と沈降が 2 つずつに分かれ,横ずれ断層型の発震機構解から期待される上下 変位分布と整合的で,しかも隆起・沈降域の境界が余震の線状分布と良い一致を示した.

横ずれ型の発震機構の 2 つの節面のうち,東北東‐西南西方向の節面に沿った方向に断 層面を仮定して矩形断層を用いたグリッドサーチを行った結果,一枚の矩形断層面上にお いて一様なすべりが発生しているという単純なモデルでこの地震による海底上下変動を十 分再現できた.

推定された震源モデルの走向は,東北沖の地磁気異常の縞状模様の向きと平行であり,

このことから,太平洋プレートの生成時に拡大軸付近で発達した正断層が横ずれ断層とし て再活動したと考えられる.また,本研究で推定したモデルから海底地殻変動観測点の水 平変動量を試算すると,海底地殻変動データを用いて東北地方太平洋沖地震発生後の余効 変動源を推定する際に無視できない量の地震時変動が,7月10日の地震に伴って発生して いたことが分かった.この地震の破壊域の下端の深さは十分な精度で決定することができ なかったが,応力平衡域より深部側に及んでいる可能性がある.また,7月10日の地震の 余震の多くはこの地震の震源断層の上端に集中して発生し,断層の深いところでほとんど 発生していない.これには,浅発地震面の二重面構造の成因と共通する構造不均質が影響 している可能性がある.

141 インヴァージョンの限界と海底圧力計の展望

津波データを用いたインヴァージョンの精度評価のために,7月10日のスラブ内地震に ついて断層すべりインヴァージョンを適用した結果,断層面状でのすべりの不均質を解像 するには今回の観測データでは不十分である.これは解析に用いた観測点の配置が偏って いたためであると考えられ,観測点配置によっては,海底津波観測のデータからすべり分 布を推定できるようになる可能性は高い.

現在,沖合における津波観測網が整備されつつあり,これによって陸域から遠く離れた 海底下で起きるM7かそれより小さな規模の地震についても,海底津波観測データを用いて すべり分布を詳細に推定できるようになることが期待される.本研究の結果は,こうした 観測網で捉えられるであろう近地の津波観測データを有効に活用することで,沈み込み帯 において発生するM7級の地震について,その震源過程を高精度かつ高分解能で推定するこ とが可能であることを示すものである.

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