2021 年 4 ⽉ 13 ⽇
東北地⽅太平洋沖地震後に⽇本全国で発⽣した誘発地震のメカニズムは？
ー稠密地震観測網で捉えられた⻑野県北部の地震の前駆過程ー
概要
海溝軸付近で発⽣するプレート間巨⼤地震とそれに引き続く内陸断層での地震活動の活性化との関係性は、未だによく理解が進んでいません。2011 年 3 ⽉ 11 ⽇の東北地⽅太平洋沖地震（M9.0）（以下「東北沖地震」という。）の発⽣ 13 時間後に、⻑野県北部において M6.2 の地震が発⽣しました。京都⼤学⼤学院 理学研究科 地球惑星科学専攻 Enescu Bogdan 准教授、気象庁地震⽕⼭部 地震⽕⼭技術・調査課
下條賢梧技官、筑波⼤学⽣命環境系 ⼋⽊勇治教授、国⽴研究開発法⼈防災科学技術研究所 武⽥哲也主任研究員らは、当時この地域に稠密に展開されていた地震観測網の連続地震波形データを詳細に解析し、東北沖地震発⽣から M6.2 の地震発⽣までの間に発⽣していた微⼩地震活動を検出することに成功しました。これらの微⼩地震活動が地下の流体の流動や M6.2 の震源近傍で発⽣したゆっくり滑り 1 と関連している可能性があることが明らかになり、東北地震の強い地震動から M6.2 の地震発⽣に⾄るまでの地震発⽣過程について新たな知⾒が得られました。

本研究で検出された微⼩地震の分布の断⾯図(a)とそれぞれのクラスターにおける時間―深さ分
布（b）星印は本震。
（a）の太い破線は先⾏研究で推定されている 2011 年⻑野県北部の地震（Mw6.2）の断層。
研究グループ下條賢梧

気象庁地震⽕⼭部 地震⽕⼭技術・調査課

Enescu Bogdan

京都⼤学⼤学院 理学研究科

技官

地球惑星科学専攻

准教授

⼋⽊勇治 筑波⼤学⽣命環境系 教授
武⽥哲也 国⽴研究開発法⼈防災科学技術研究所 主任研究員
１．背景
⼤地震の前に先⾏して発⽣する前震活動は、社会的にも関⼼が⾼い現象ですが、その実態は必ずしも明らかになっていません。前震が本震を誘発するのか、あるいは本震前の断層⾯上で発⽣する遅いすべり運動（ゆっくり滑り)の副産物にすぎないのかについては、様々な意⾒があります。最近の研究では、特定の時空間的な地震活動パターンが⼤地震に先⾏することがあり、それ⾃体はゆっくり滑りの結果であるとする意⾒がある⼀⽅で、本震のごく近傍での顕著な活発化が本震を誘発する可能性も⽰されています。そして、断層⾯での流体流動がゆっくり滑りを誘発するという理論や観測結果もあり、前震活動の理解には、それらの相互作⽤を考慮した複雑な地球物理的モデルの構築が必要となります。
２．研究⼿法・成果
今回私たちは、2011 年当時に防災科学技術研究所が⻑野県から新潟県周辺に展開していた⾮常に密な地震観測網で記録された地震波形に対し、Matched-filter 法 2 を適⽤して、既存の地震カタログに記載のない未知の微⼩地震活動を探索しました。その結果、前震とみられる微⼩な地震活動の分布が、M6.2 の地震の震源付近から南⻄へ 2km 程度の線状に延びて分布することが明らかになりました。この前震活動には、時間とともに南⻄側から次第に本震付近へと移動していく傾向が⾒られ、特に本震発⽣前の 1 時間には、本震のごく近傍において顕著な活発化を⽰します。このような前震活動の移動および活発化は、内陸断層の局所的なゆっくり滑りの可能性を⽰す重要な証拠であると私たちは考えています。また、本研究の対象地域全体で⾒たときの微⼩地震活動は、東北沖地震から１時間以内に始まり、群発地震の様相を呈するのですが、地殻内流体の流動がそのような群発地震活動を促進する⼀つの要因と考えられます。そして、東北沖地震とそれに引き続く⼤規模な余震による強い地震動の度重なる通過が、当地域において微⼩地震活動が始まるきっかけとなった可能性があります。
３．波及効果、今後の予定
今回、⾼密度な地震観測網による地震波形データを使⽤することで、極めて詳細な微⼩地震活動の時空間パターンから、その地球物理的なメカニズムを考察しました。私たちは、このような地震活動を注意深く監視することでより⾼い精度の地震ハザード推定の鍵になると考えています。地震活動の時空間的な特徴を詳細に捉え、様々な地震の誘発プロセスを考慮することが、内陸地震活動の短期的予測につながることを期待しています。
４．研究プロジェクトについて
本研究は、⽇本学術振興会の科研費ナンバー16J00635 およびルーマニア国の⾼等教育・研究・開発およびイノベーション資⾦調達のための執⾏機関（UEFISCD）によるプロジェクト AFROS（PN-III-P4-IDPCE-2020-1361)による⽀援を受けております。また、本研究では⽂部科学省「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究プロジェクト」のデータを使⽤しています。

＜⽤語の解説＞
1.

ゆっくり滑りとは、断層が⾼速にすべる通常の地震とは異なり、その名の通り断層がゆっくりとすべる地震です。ゆっくり滑りは、数時間から数⽇、⻑いものでは１年近くかけて⽣じ、⼈が感じることはありません。2011 年東北地⽅太平洋沖地震（M9.0）の発⽣前には、ゆっくり滑りが震源近傍で発⽣していたことが⽰唆されており、ゆっくり滑りが地震の発⽣に及ぼす影響について近年特に注⽬されています。

２．Matched-filter 法とは、震源が近い地震の波形が類似することを利⽤して、ノイズの中に埋もれた地震を検出できる優れた⼿法です。震源を決定できた地震の波形テンプレートを⽤意し、⼀連の地震波形データの中からそのテンプレートと“マッチ”する波形を検出することによって、ノイズに隠れている地震をみつけ出すことができます。
＜研究者のコメント＞
海溝型地震と遠く離れた内陸で誘発される地震といった地震の相互作⽤は、地震発⽣の物理を理解するのに役⽴つと同時に、複雑な現象でもあります。今回、東北沖地震の本震と⼀連の余震活動による地震動が⻑野県の内陸地震活動を変調している可能性が⽰されたわけですが、このことは海溝型の⼤地震後における広域での地震防災を考える上でも重要になってくるのかもしれません。
＜論⽂タイトルと著者＞
タ イ ト ル ： Nucleation process of the 2011 northern Nagano earthquake from nearby seismic
observations（近傍の地震観測網から明らかとなる 2011 年⻑野県北部の地震の核形成過程）
著

者：下條賢梧、Enescu Bogdan、⼋⽊勇治、武⽥哲也

掲 載 誌：Scientific Reports
DOI：10.1038/s41598-021-86837-4＜お問い合わせ先＞
ENESCU Bogdan (エネスクボグダン)

京都⼤学⼤学院 理学研究科 地球惑星科学専攻 准教授
Tel: 075-753-4293
Email: benescu@kugi.kyoto-u.ac.jp ; Twitter: ＠benescu3
URL: http://www-seis.kugi.kyoto-u.ac.jp/~benescu/index.html
⼋⽊ 勇治（やぎ ゆうじ）
筑波⼤学⽣命環境系 教授
URL: https://www.geol.tsukuba.ac.jp/~yagi-y/index.html＜取材・報道に関すること＞
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