三陸はるか沖の地震活動について

(1)

Seismic Activity in the Far-East Region off Sanriku Yasuhide HASEGAWA，Fumio YAMAZAKI and Yuhsuke INouE

(Received October 25， 1993)

At 09:00 on 16 July， 1992， an earthquake (M6.1) occurred in the far-east region off Sanriku (390_20'N_， 1430

35'E)， and at 17:36 on 18 July， 1992， another earthquake (M6.9) occurred in the same region (390_23'N_，

1430 39'E).

We noted the similar pattern of the seismic activity in July 1992 and October 1989 in the same region， and researching the characteristics of the seismic activity in this region(380

N--410

N， 1420

E--1450

E). Using the hypocentral data that has been gathered since 1926 by the Japan Meteorological Agency (JMA)， and analyzing the transition of the earthquake frequencies， magnitudes， and hypocenters of about 8 seismic activities in the region， we clarified that(1)the pattern of activity in and around the far-east region off Sanriku is of the foreshock-mainshock-aftershock type， (2) the seismic quiescence period before the mainshock is greater than 6 hours， (3) the seismically active area moves from place to place with time and creates more activity， and (4) the erthquakes occur in a time-predictable manner.

~ 1. はじめに 1992年7月16日09時00分，三陸はるか沖でM6.1の地震 (390 20'N， 1430 35' E)が発生した . この地震をきっかけにこの地域の地震活動が活発となり，この地震の直後は1時間に40回程度の地震が発生した. しかしその後地震回数は次第に減少してゆき，このまま活動は終息するかに思われたが7月18日17時36分， M6.9の地震がほぼ同位置 (390₂₃_'N ， 1430₃₉_'_E) で発生した.この地震活動では地震発生回数が1881回 (7月16日--7月 31日大船渡76型の記象から

P

-

s

時間を読み取り判断した ) を数え最大余震は7月29日13時30分， M6.2 (390 34'N， 1430₄₂_'_E)_{であった.} 三陸はるか沖では，過去にM 8クラスの大規模な地震が度々発生しており，これに伴う大津波により，特に三陸沿岸一帯に甚大な被害をもたらしている.近年では， 1989年10月27日10時45分にM6.1の地震 (390₄₉_'N_， 1430 56' E)が発生し， 11月2日03時25分にはM7.1の地震 (390₅₁_'N_"_，₁₄₃0₀₃_'_E)_{が発生しており，この時の} *仙台管区気象台， Sendai District Meteorological Observatory 日山形地方気象台， Yamagata Local Meteorological Observatory 地震発生回数は807回 00月27日----11月8日宮古67型の記象からP--S時間を読み取り判断した)を数えた. 1989年および1992年の活動域はほぼ同じ海域 (390_N --410 _N_，₁₄₃0 _E_-_-_-_-₁₄₄0 _E)_{であり，また活動の推移が} 似ていることから，

r

地震活動に地域 ( 海域 ) 的特徴があるのではないかJ と推測し，同地域における地震活動を過去の活動も含めて調査した. ~ 2. 資料用いた資料は1926年からの気象庁地震月報の震源(ただし 1992年は気象庁震源速報)を資料とした. これまで三陸はるか沖 (390 N --400 N， 1430 E --1450 Eの範囲)で発生した津波発生下限とされているM孟6.6の地震活動は， 1928年， 1933年， 1935年， 1938年， 1960年， 1968年， 1989年， 1992年の8例があった.これについて広義の前・余震域も調査対象とす石ために範囲を380 N --410_N_，₁₄₂0_E--1450_E_{とし，それぞれ地震回数の推} 移，地震規模の推移，震源の移動などについて解析した. なお， 1968年の活動は r1968年十勝沖地震Jの余震と考えられているが(気象庁， 1968)，その活動が三陸はるか沖におよんでいるので本調査ではこれも含めた.

(2)

2 験震時報第57巻第 1--4号 9 3. 三陸はるか沖の地震活動の特徴 3. 1 三陸はるか沖の地震活動の概要本調査で対象とした8例の地震活動はいずれも津波が発生しており，なかでも1933(昭和8)年3月 3日02時 31分 (M8.1)の地震では津波の高さの最高が綾里湾の白浜で23mに達し，甚大な被害を及ぼしている.この津波は「昭和の三陸大津波J として有名である. Fig. 1-1， Fig. 1-2は8例についてのM孟0.0，深さ

o

--lQOkmの震央分布図で，図中の①は前震のうちM が最大のもの，②は本震，③は最大余震(広義の)を示している. 震源域はいずれも広範囲にわたっている.1928， 1935 年は三陸はるか沖の北部で活発化しているが，前震，本震，余震共発生場所が離れており，これらは断層面と思われる余震域の端で起きている.1933， 1938年はいずれも本震が海溝より東側で発生しており，余震域は海溝の西側で活発のようにみえる.当時の検知力では海溝より東側の余震を捕らえられなかったと思われる.また， 1933年の最大余震は，細野，吉田 (991)の計算式で算出される本震Mでの余震域直径からも外れていることから，誘発された地震活動とみることが出来るが本調査ではこの活動を広義の余震とした.1960， 1989， 1992年は余震域の範囲及び分布形状が比較的似ている. しかし 1960， 1989年は本震が余震域の端で発生しているのに対して1992年は中央部で発生している.1968年(十勝沖地震)は南北約300kmの広い範囲で、地震が発生している. 三陸はるか沖の②M7.2は十勝沖地震のMから算出される余震域からかなり離れていることから本調査では十勝沖地震と分離して考える. 3. 2 地震回数の推移 Fig. 2-1， Fig.2-2は各地震活動の地震回数グラフで範囲を北緯380 --410 ，東経1420 --1450 とし，前震発生時期から最大余震発生時期までを3時間毎に示したグラフである .1968年は十勝沖地震と分離してみるために北限を400 30'とした.個々の活動で地震回数のピークになるところにMの大きい地震が含まれており，またピーク毎にグループ分けすることができる.• 1989年の場合には本震 01月 2日03時25分.M7.1)が発生する前に地震回数のピークとなるものが2つ存在し.1992年は本震 (M6. .9)より先行するピークはlつであった.1989年は第 lグループ 00月27日02時06分--10月29日12時08 分)と第2グループ 00月29日12時09分--11月 2日03時 24分)が前震，第3グループ (11月 2日03時25分--11月 8日24時00分)が本震と余震.1992年は第 lグループ ( 7月16日09時00分--7月18日17時35分)が前震，第2 グループ(7月18日17時35分--7月29日13時29分)が本震，第3グループ(7月29日13時30分--7月31日24時00 分)が最大余震と余震のようにだいたい3グループに分けられる. 3. 3 地震規模の推移 Fig. 3-1. Fig.3-2は各々の

M-T

図で， M孟0.0，範囲を地震回数グラフと同様の範囲で示した.図中の①， ②，③は前震，本震，余震を表している.いずれもM 6 クラスの前震の後に本震が発生しており，前震活動の初期には比較的大きな地震が起こり，回数が急増し，その後減少して本震が発生する直前は活動が低下している. このことから，前震一本震一余震型で活動が推移していることが判る.また，本震の直前には活動の低下を示す隙聞がみられる. 本震の直前には隙聞がみられたことに着目し，本震から直前の地震 (M孟0.0).または本震活動(マルチプルショック的な地震)発生から直前までの地震 (M孟 O. 0)の時間を抜き出し静穏化の続く時間を求めた. 各活動毎にTable1に示す.このとき地震検知能力の相違を統一化するために最低マグニチュードを5とした. このデータを基に本震から最大前震のMをひいた差と静穏な時間の関係を示したグラフFig.4で，横軸を前震と本震の差とし，縦軸を静穏化する時間の対数で表した.図中の記号は個々の年数を示すが特に相関は見えなかった. 細野，吉田 (991)は本震の規模と本震一最大余震間の距離の関係が正の相関を持っていることを指摘している.これの解析方法と閉じように計算したが8例と少なく本震のMのばらつきもあり明瞭な相関は得られなかった. 3.4 震源の推移 Fig.5-1に1968年， Fig.5-2に1989年の前震，本震，余震活動と本震のメカニズム解を示す.前震は前震発生から本震発生直前まで，本震は本震発生から最大余震発生直前まで，余震は最大余震発生から任意の活動終息期までをそれぞれM孟O.0をプロットしてあり，図中の①，②，③は前震，本震，最大余震を表す. この図から前震，本震，余震と発生場所がやや南下しながら活発になっているように見える.この傾向をもっ活動は他に 1928. 1933年が挙げられる.Fig.5-3に1960年の活動を示した.1960年の活動は前震活動が南端で発生したあと北に広がって活発になっているように見え.1935. 1938年もほぼ同じ傾向である.Fig.5-4に1992年の活動を示した.1992年は前震，本震共に同海域の中央部で

(3)

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60 100KN Fig. 1-1 Hypocenter distribution of the earthquakes

a : May 27-June 30， 1928 b : January 4':"-June 30， 1933 c : September 17-0ctober 31， 1935 d : September 12-0ctober 31， 1938 An M symbolizes the magnitude of :

(4)

4 験震時報第57巻第 1---4号

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Fig. 1-2 Hypocenter distribution of the earthquakes

e : February l-March 31，1960 f: May 16-June 30，1968 g : October 27-Nobember 8， 1989 h : July 16-July 31， 1992 An M symbolizes the magnitude of :

(5)

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Ort Mn~ ・ 19 Sep Oct

C 1935/10/1 0:0ー・>1931/10/31 24:0 d 1938/9/1 0:0・・>1938/10/31 24:0

Fig.2-1 Earthquake frequency histogram

a : in 1928 b : in 1933 c : in 1935 d : in 1938

from Seismological Bulletin of the J apan Meteorological Agency

-句， . ・ 9 3 • -︽H V U R I -- A . 0 ‘ a n u n o " u -1Jμ 0 3 ， J E F ' - B _・ . . . ，_h -n ， ‘ 9 1 、J -a u l -l o l l T I ， r s ， f ' ' ・ e a u -， -， . 1Mng -a --au

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‘

5 I '0 n e S O S 0 2 2 2 3 3 5 27 29 .1 ・s ・ 17 .19 .21 23 25. 27 干29

Oct Noy DATA "0.-‘10 Jul DATA NO.・941

g 1989/10/21 0:0-->1989/11/8 24:0 h 1992/1/16 0:0ー>1992/1/31れ:0

Fig.2ー2 Earthquake frequency histogram

e : in 1960 f : in 1968 g : in 1989 h : in 1992

(6)

験震時報第57巻第 1--4号 6 co C可一一一ト一一 E4

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Cコ c> Cコ ' " ，Cコ -( y 、 Cコ電. Cコ u ) Fig. 3-1 M -T diagram a : in 1928 b : in 1933 c : in 1935 d : in 1938 An M symbolizes the magnitude of : ①the maximum foreshock，

②the main shock and ③the maximum aftershock. Cコ <<:> D . ト c> 0 0 Cコ 0 > Cコ "" Cコ哩司P Cコ .n

(7)

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口一 D E ¥ O ︻ ¥ 四時四︻凶﹀ O Z H U O H ト N M 副目置守司，吋

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c、司 ω Fig. 3-2 M -T diagram e : in 1960 f : in 1968 g : in 1989 h : in 1992 An M symbolizes the magnitude of : ①the maximum foreshock，

②the main shock and ③the maximum aftershock.

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(8)

8 験震時報第57巻第1--4号 Table 1 Quiescence times proceeding to the main

shocks (Days)

Origin ti血eof Lat. Lon. M Quiescence ti血e

皿ainshock a 1 1928. 5.27 18:50 39・57'N 143・15・E 7.0 9h3Bm b 1 1933.3. 3 02:31 39・14'N 144・31'E 8.1 13d19h20m c 1 1935.10.18 09: 12 40・45・N 144・21'E 7.1 2d13h42m d I 1938.10.12 09: 34 39・12'N 144・29'E 6.9 2Bd21h21m e 11960. 3.21 02:07 39・50'N 143・26'E 7.2 44d16h39m f 1 1968. 6.12 22:41 39・25'N 143・08'E 7.2 2d23h53m g 11989.11.2 03:25 39・51'N 143・03'E 7.1 6hOlm h 11992. 7.18 17:36 39・23'N 143・39'E 6.9 2d Bh15m 発生しており，余震はその周囲を囲む形で発生している. メカニズム解でみると海溝軸の東側で発生しているもの (1933年)は正断層，西側のもの (1968，1989， 1992 年)は逆断層の場合が多かった. Fig. 6 -1， Fig. 6 -2は8例の (380_-_-₄₁ 0 N， 1420 --145E。の範囲)時空間分布図 (N-S)である . M孟 0.0，図中の①，②，③は前震，本震，余震(広義の) を示す.この図からも 1928，1933， 1968， 1989年は前震から余震まで南下しながら活発化している(南下型)が， 1935年， 1938年， 1960年は逆に南から発生して北に広がっている(北上型)， 1992年の地震活動は前震が発生した位置を中心に活発化している(集中型). 3.5 回数積算図 Fig.7は380 --410 N， 1420 --1450 Eの範囲で 1926年 1月 1日から 1993年 9月30日までの M孟5.0の回数積算図である.図中の記号は8例について各々の年を示す. M孟5.0の地震は，年平均 10回程度発生しているが，活発化した場合数十回に達している. 回数積算図ではM孟5.0に着目することによってタイムプレディクタブルモデルTime-predictablemodel に類似した形の図が描かれる.また，比較的大きな地震活動に着目するとスリッププレディクタブ、ルモテソレSlip -predictable modelにもみえる. 3.6 b 値 MOGI (1963)及びSCHOLZ(1968) は前震のb値は余震のb値より小さいとしており，また，清野 1000 100 e d

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10

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l 0.0 0.5 1.0 1.11 2.0 (M) < !lainshock -Foreshock> Fig. 4 Relation betweeri the residual M(the main shock's M-the foreshock's M)and the quiescence time (1985) は1928，1933， 1935， 1960， 1968年の三陸はるか沖の地震活動では前震のb値が余震の b値より小さいと報告している. 1989年と 1992年について清野(1985) の考えに基づき，本震と M孟6.0の地震を除いて b値を計算した結果 Table 2のようになった. これをみると，前震，余震ともb値の顕著な変化はみられない. なお，三陸はるか沖での気象庁地震観測網の検知能力を考慮して， b値を決定する最低Mを3.0とした. 1 3 4. まとめ 1926年以降の三陸はるか沖 (390 N--400 N，1430 E--1450 Eの範囲)での地震活動 8例について解析した結果，以下のことがわかった. (1) 三陸はるか沖の地震活動は，前震一本震-余震型 (広義の余震)で推移している.M6クラス程度の前震が発生し地震回数は急増し，その後減少傾向となった後，本震が発生している. (2) 三陸はるか沖では地震活動が活発化すると本震の直前には少なくとも6時間以上の静穏な時間帯が存在する. (3) 間海域の地震活動は，前震.本震，余震の発生場所が同じ位置であることは少なく，移動しながら発生している. (4) 回数積算図がタイムプレディクタブルモデル的であるので，次に発生する時期がいつであるか予測する場合にある程度の目安になる.

(9)

.IN .Oft 39N 38M 1968.5.16 00:00 -6.12 22:40 LOWER EQUAL .IN .1 N .ON .ON 39M 39N 38M 36N 1968.6.12 22:40 -6.21 24:00 1968.6.22 00:00 -6.30 24:00

Fig. 5-1 Epicenter map of the foreshocks，the main shock (with fault plane solution) and the aftershocks in 1968.

An M symbolizes the magnitude of : ①the maximum foreshock，

Focal mechanism solution of main shock from M.Ichikawa (1979)

N I f2銘Tタタ勿 ¥ W-( ~勿物十 E I 彩鋭角〆 PI 、_ m、ノ S LOWER EQUAL . I N I 4 1 N 1 ; ' : . 1 N .Oft目、日I---l .Oft I 、~・ーー咽ー! 日I---i .ON

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1'5::

1989.10.27 00:00 -11.2 03:24 1989.11.2 03:24 -11.4 24:00 1989.11.5 00:00 -11.8 24:00

Fig. 5-2 Epicenter map of the foreshocks，the main shock (with fau1t plane solution) and the aftershocks in 1989.

(10)

10 . . iN 39N 38N 験震時報第57巻第1--4号 T U A U Q E R E E w h a a 匁 F o b z z m Z Z 肝 Y L N 品以斗 P T S

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Fig. 5-3 Epicenter map of the foreshocks，the main shock (with fault plane solution) and the aftershocks in 1960.

Focal mechanism solution of main shock from M. Ichikawa (1971)

‘

1N 39N punu s 内 U 4 ・・ -iaaz 勾￡ n f " P M 日︾噂 . E .A 晶 4 . ‘ 守 E 1 ︽ H 日︾ w 司 = . 圃内 H ， 3 . . 4 n u 1 の u n h u -p u --2nt ‘. 1 ・内 4 内 " が・白河 “ ， N 1 8 3 N

w

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1992.7.29 13:29 -7.31 24:00

Fig. 5-4 Epicenter map of the foreshocks，the m

:

a

in shock (with fault plane solution、)and the aftershocks in 1992.

Focal mechanism solution of main shock from A. M. Dziewonski (1993)

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39N 38N

(11)

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角 ③ "7.川l￨ s Jan b 1933/1/1 0:0・ー>1933/8/30 14:0 s r一ーでー「 11 21 M~ kn a 1928/5/1 0・0・・>1928/8/30 24:0 Jun May

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①"， 5.8 11 21 Sep Oct d 1938/9/1 0:0・ー>1938/10/31 24:0 Mar Feb 21 ① " 6.91 11 s 「 1 Oct C 1935/10/1 0:0・・>1935/10/31 24・0 26 Fig.6-1 Time-Space Plot (N-S projects) a: in 1928 b : in 1933 c : in 1935 d : in 1938 An M symbolizes the magnitude of : ①the maximum foreshock，

②the main shock and ③the maximum aftershock. 21 16 11 。。 ~_ ~ " 6.1 l。 L了一一千11 .21 .1 Feb Mar e 1960/Z/1 O:O~ ー>1960/3/31 24: 0 「 l Jul h 199Z/7/1 0回日ー・>1992/7/31 24:0 26 Fig. 6-2 Time-Space Plot (N-S projects) a : in 1960 b : in 1968 c : in 1989 d : in 1992 An M symbolizes the magnitude of : ①the maximum foreshock，

(12)

12 験震時報第57巻第1--4号 100 900 800 auau 内 u a u nuauaunuv ' a -R V 民 w a

・

h u s a g a -3 2 2 E U soo 200 100 IISO IUO 1150 1100 3

・

70 1110 1926/1/1 0:0-ー>1993/9/30 24: 0

Fig. 7 Cumulative frequency number of earthquakes (1926-1992 M孟5)

Table 2 The b-values of activities measured in 1989 and 1992 1 9 8 9 Group Foreshocks Aftershocks Period 10.27.02:06-11.2.03:24 11. 2.03:25-11.30.24:00 b-value

o

.

56 O. 57 Nouf IEbdeatr-a 145 237 1 9 9 2 Group Foreshocks Aftershocks Period 7.16.09:00-7.18.17:35 7.18.17:36- 7.31.24:00 b-value O. 72 O. 70 Nuf皿bder- 137 718 01"data 謝辞本調査をまとめるにあたって，仙台管区気象台技術部観測課地震津波火山監視センターの佐々木利夫主任技術専門官，山田尚幸技術専門宮には本文に対する適切な助言を，竹中潤技官には図の選択や解析方法など数々の御指導を頂きました.また，本庁地震火山部地震予知情報課の勝間田明男係長にはメカニズ、ム解の作図を，中村雅基技官にはメカニズム解使用にあたっての御指導いただき深く感謝いたします. 参考文献 1110 宇津徳治(1970) 北大地球物理学研究報告， 23， 49-71. 気象庁(1968) : 1968年十勝沖地震調査報告，気象庁技術報告， 68， 3-20. 清野政明(1985) 前震の規模別度数分布-b値の変化について，気象研究所技術報告， 16， 165-182. 細野耕司，吉田明夫(1991)最大余震と本震の間の震央距離の分布について，地震， 44. 256 -261. 茂木清夫(1992) 地震の前兆現象発生のメカニズム，地震.45. 1， 61-69. 山崎・井上・長谷川(1992) 三陸はるか沖の地震活動について，仙台管区調査研究会誌.129-130. 吉田明夫・古屋逸夫:地震前兆現象の事例研究，地震， 45. 1. 71-82.

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