３−２

東北地方の地殻変動
Crustal Movements in the Tohoku District
国土地理院
Geospatial Information Authority of Japan［GNSS

地震後の変動ベクトルおよび等変動量線図］

第 1 〜 5 図は，東北地方太平洋沖地震後の期間における水平・上下の地殻変動について，全期間の累積および最近 3 ヶ月間の変動を，福江観測点を固定局として示したものである．第 1〜 3 図に示す地震後の累積の図には，2011 年 4 月 7 日宮城県沖の地震（M7.2，最大震度 6 強，深さ約 66km，逆断層・スラブ内地震，地殻変動 GNSS で水平約 3cm 西南西と約 5cm の隆起），
2011 年 4 月 11 日福島県浜通りの地震（M7.0，最大震度 6 弱，深さ約 6km，正断層，地殻変動
GNSS で 約 30cm 水 平 と 約 5 0 c m の 沈 降，SAR で 約 2m）,2011 年 4 月 12 日 長 野 県 北 部 の 地 震（M5.6，最大震度 5 弱，深さ約 0km，横ずれ，地殻変動北東へ約 2.6cm），2011 年 4 月 12 日千葉県東方沖の地震（M6.4，最大震度 5 弱，深さ約 26km，右横ずれ，地殻変動約 1cm），2011 年 6
月 23 日岩手県沖の地震（M6.9，最大震度 5 弱，地殻変動東方向に約 1.5cm），2011 年 7 月 10 日
三陸沖の地震（M7.3，深さ 34km，最大震度 4，地殻変動西方向に約 5mm，左横ずれ），2011 年
9 月 17 日岩手県沖の地震（M6.6，最大震度 4，プレート境界逆断層，地殻変動東方向に数 mm）等の影響が震源近傍の観測点で見られる．
第 1 図は地震後の全期間における水平変動の累積を示す．東日本全体で東北地方太平洋沖地震の震源域に向かう余効変動が観測されている．最大の変動量は，岩手川崎Ａ観測点における約 115cm である．
第 2 図および第 3 図は，地震後の全期間における上下変動の累積を，それぞれ，変動ベクトル図および等値線図で示したものである．岩手県三陸沿岸と奥羽脊梁山脈付近で沈降が見られる一方，宮城県から千葉県の太平洋沿岸では隆起傾向が見られる．Ｍ牡鹿観測点の約 38cm の隆起のうちの約 5cm は，2011 年 4 月 7 日の宮城県沖の地震によるものである．
第 4 図の最近 3 ヶ月間の水平ベクトルには，東日本全体で東北地方太平洋沖地震の震源域に向かう変動が見られ，余効変動が継続していることがわかる．この期間における岩手川崎Ａ観測点の変動量は 2.4cm となっている．
第 5 図に最近 3 ヶ月間の上下変動を示す．牡鹿半島周辺にわずかな隆起が見られるが，その他の地域では上下変動は小さくなってきており，3 ヶ月間の変動ではノイズとの見分けがつきにくくなっている．
［GNSS連続観測

地震前後］

第 6 〜 19 図は，東北地方太平洋沖地震前後の東日本における GNSS 連続観測時系列である．
第 6 図の地図に示した太平洋岸の観測点 10 点とその西側の観測点 10 点の合計 20 観測点について，第 7 図以降に東北地方太平洋沖地震後の期間の時系列を示す．各成分の縦軸は，本震直前の値をゼロとしており，地震時および地震後の累積の変動量を表している．そのため，沈降した地盤が地震前の高さに戻るかどうかは，上下成分がゼロに回復するかどうかで判断できる．
第 7 〜 16 図に示す太平洋岸の 10 観測点については，地震（余震や誘発地震）による跳びを自動− 68 −

で除去し，地震後 1 年間のデータを除外した期間について対数関数による近似を行った結果を示した．対数関数の適合処理においては，時定数相当の係数（以下，時定数）について，水平成分（東西成分と南北成分の二乗和平方根）を用いて推定し，これを 3 成分共通の値として，振幅とオフセットを推定した．時定数の単位は日である．対数曲線は地震後 1210 日目（約 3 ヶ月前）までのデータを用いて推定したものと，地震後 1320 日目までのデータを用いて推定したものとの 2 種類を示し，それぞれについて，その後のデータの対数関数による予測値からのずれを評価した．鉾田，銚子観測点の東西成分については，最近のデータに対数関数による予測よりもわずかに西向きに逸れる傾向が見られる．上下成分については，牡鹿半島周辺の観測点について，ばらつきの中心がわずかに予測よりも隆起側に逸れる傾向が見られる．原因として，プレート境界面上の滑りの減衰傾向に不均一が生じている可能性や，（対数関数のみでの近似のため）粘性緩和の影響を考慮していないことによる可能性が考えられる．
［GNSS

東北地方太平洋沖地震後の地殻変動速度］

第 20 〜 23 図は，三隅観測点に対する山田，矢本，相馬１，銚子観測点の変位と変動速度を時系列で示したものである．どの観測点についても，水平変動速度は徐々に減衰しつつあるが，地震前のレベルには戻っておらず，余効変動が継続していることがわかる．上下変動速度
は，銚子観測点については元の速度に戻りつつあるが，その他の観測点については，地震後の隆起傾向が続いている．なお，第 23 図に示される三隅−銚子基線の変化のうち，南北成分の速度に 2011 年秋および 2014 年初頭に見られる一時的な変化は，2 0 1 1 年 1 0 月下旬頃から 11 月上旬頃までの期間および 2014 年上旬頃に発生した SSE に伴う地殻変動の影響，東西成分速度の2012 年 3 月頃に見られる最近の増加傾向は，2012 年 3 月 14 日に発生した千葉県東方沖の地震（M6.1）によるものである．
［モデル：東北地方太平洋沖地震 滑り分布モデル 時間依存インバージョン

F3］

第 24 〜 29 図は，東北地方太平洋沖地震後，2014 年 7 月 15 日までの F3 解による地殻変動を基にプレート境界面上の滑りを時間依存インバージョンによって求めた結果である．
第 24 〜 25 図は 3 ヶ月ごとの推定滑り分布である．三陸沖および福島県沖を中心とする余効滑りが見られ，その大きさは時間と共に減衰している．例えば深部延長で滑りが加速するなどの滑りの場所の顕著な移動はないようである．
第 26 図の上段に地震後の全期間における累積の滑りの分布を，下段に地震モーメントの累積解放量の時間変化を示す．余効変動による地震モーメントの累積解放量は，モーメントマグニチュードにして 8.6 を超えている．なお，この数値には地震直後の約 30 時間分のモーメント解放分は含まれていない．
第 27 図は，地殻変動ベクトルの観測値と計算値の比較である．比較しやすいように，段ごとにベクトルのスケールを変えている．観測値と計算値は概ね合っている．
第 28 〜 29 図は，地殻変動時系列 3 成分の観測値と計算値の比較例である．両者は概ね合っている．ただし，一部の観測点で上下成分のフィッティングが良くないものもあり，その理由の一つとして，上下成分のデータの重みが低いことが挙げられる．
なお，これらの推定では，地殻変動が全てプレート境界面上での滑りに起因すると仮定して計算を行っている．時間経過と共に余効変動中の粘弾性緩和の寄与が増大しつつあり，上記の仮定に基− 69 −づくプレート境界面上の滑りの推定値が過大評価となっている可能性がある．

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第１図 2011年東北地方太平洋沖地震後の累積地殻変動（水平）Fig. 1 Accumulated crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (horizontal).

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第２図 2011年東北地方太平洋沖地震後の累積地殻変動（上下）
Fig. 2 Accumulated crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (vertical).

第３図 2011年東北地方太平洋沖地震後の累積地殻変動（上下、コンター）
Fig. 3 Accumulated crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (vertical, contour).

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第４図 2011年東北地方太平洋沖地震後の地殻変動（最近３ヶ月、水平）Fig. 4 Crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (three months ,horizontal displacement).

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第５図 2011年東北地方太平洋沖地震後の地殻変動（最近３ヶ月、上下）
Fig. 5 Crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (three months , verticaldisplacement).

第６図 東北地方太平洋沖地震前後の地殻変動（時系列） 配点図
Fig. 6 Time series of crustal deformation before and after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (Sitelocation map).

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第７図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 7 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off the Pacificcoast of Tohoku Earthquake (1/10).

第８図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 8 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off the Pacificcoast of Tohoku Earthquake (2/10).

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第９図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 9 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (3/10).

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第10図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 10 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (4/10).

第11図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 11 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (5/10).

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第12図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 12 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (6/10).

第13図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 13 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (7/10).

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第14図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 14 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (8/10).

第15図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 15 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (9/10).

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第16図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 関数近似
Fig. 16 Logarithmic function fit to postseismic crustal deformation of the 2011 off thePacific coast of Tohoku Earthquake (10/10).

第17図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動
Fig. 17 Crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (1/3).

第18図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動
Fig. 18 Crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (2/3).

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第19図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動
Fig. 19 Crustal deformation after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (3/3).

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第20図 東北地方太平洋岸のGEONET観測点における地殻変動速度の変化（山田観測点・時系列）
Fig. 20 Crustal movement velocity change at GEONET sites along the Pacific coast of Tohoku area
(Time series at Yamada site) (1/4).

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第21図 東北地方太平洋岸のGEONET 観測点における地殻変動速度の変化（矢本観測点・時系列）
Fig. 21 Crustal movement velocity change at GEONET sites along the Pacific coast of Tohoku area
(Time series at Yamoto site) (2/4).

第22図 東北地方太平洋岸のGEONET 観測点における地殻変動速度の変化（相馬１観測点・時系列）
Fig. 22 Crustal movement velocity change at GEONET sites along the Pacific coast of Tohoku area
(Time series at Souma 1 site) (3/4).

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第23図 東北地方太平洋岸のGEONET 観測点における地殻変動速度の変化（銚子観測点・時系列）
Fig. 23 Crustal movement velocity change at GEONET sites along the Pacific coast of Tohoku area
(Time series at Choshi site) (4/4).

第25図 2011年東北地方太平洋沖地震後のプレート境界面上の滑りの時間変化（暫定）Fig. 25 Spatial and temporal evolution of afterslip (preliminary results) (2/3).

第24図 2011年東北地方太平洋沖地震後のプレート境界面上の滑りの時間変化（暫定）Fig. 24 Spatial and temporal evolution of afterslip (preliminary results) (1/3).

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第26図 2011年東北地方太平洋沖地震後のプレート境界面上の滑りの時間変化（暫定）Fig. 26 Spatial and temporal evolution of afterslip (preliminary results) (3/3).

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第27図 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動ベクトルの観測値と計算値（暫定）Fig. 27 Comparison of observed and calculated crustal deformation displacement and residual after the 2011
off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (preliminary results).

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第28図 2011年東北地方太平洋沖地震後の地殻変動時系列 観測値と計算値（暫定）Fig. 28 Time-series of observed and calculated ground displacements (preliminary results) (1/2).

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第29図 2011年東北地方太平洋沖地震後の地殻変動時系列 観測値と計算値（暫定）Fig. 29 Time-series of observed and calculated ground displacements (preliminary results) (2/2).

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