地震予知連絡会会報第 108 巻

12 －２

2022 年 9 月発行

スロー地震の発生様式に関する新たな描像～普遍性と多様性の観点から～
Current understanding on slow earthquake activity from viewpoints ofsystematics and diversity
小原一成（東京大学地震研究所）

Kazushige OBARA (Earthquake Research Institute, The University of Tokyo)
1．はじめに長期的スロースリップイベント（Hirose et al., 1999）1) や深部低周波微動（Obara, 2002）2) の発見

から約 20 年が経過し，現在までに様々な場所で様々なスロー地震が検出され続けている．次々と新たなスロー地震が検出されることで，多様性が印象付けられてきたが，現時点で振り返ってみると，普遍的な特徴が存在していることが明らかとなり，それを踏まえたうえで多様性を改めて考え直すことができるようになってきた．そのような観点で，スロー地震の発生様式の理解の現状を整理する．

2．スロー地震の普遍性
南海トラフに発生するスロー地震は，固着域に対する深さの違いと時定数の違いによりいくつかの種類に分類される．地震計で観測されるスロー地震としては，数 Hz に卓越する低周波微動と数10 秒に卓越する超低周波地震（VLFE），地殻変動として観測されるスロー地震としては，数日間の継続時間を有する短期的スロースリップイベント（SSE）と数か月～数年の継続時間を有する長期的 SSE が存在する（第 1 図）．このうち，低周波微動と VLFE との間の帯域は脈動が卓越しているが，最近，スタッキング等の解析によってその帯域にもスロー地震のシグナルが存在することが明らかとなり，微動から VLFE 帯域まで連続する現象（広帯域スロー地震）であることが確認された（Kaneko et al., 2018, Masuda et al., 2020）3), 4)．

巨大地震震源域の深部延長部に発生する深部スロー地震はさらに 2 つに分かれ，その深部側に深部低周波微動，深部 VLFE，短期的 SSE の同時発生現象である Episodic Tremor and Slip（ETS）が，浅部側に長期的 SSE が分布する．ETS を代表する深部低周波微動は，その発見当初からプレート形状の走向方向に細長く分布することが知られていた．一方，長期的 SSE は当初，豊後水道と東海地域のみで検出されていたが，近年になって固着域と ETS 域のギャップを埋めるように次々と長期的 SSE が検出され（Ozawa, 2016, Kobayashi, 2014,Takagi et al., 2019）5), 6), 7)，ETS 同様に走向方向にある程度一様に分布することが分かった．

一方，南海トラフ近傍では陸域の観測網により浅部 VLFE が以前から知られていたが（Obara andIto, 2005）8)，近年の海域観測技術の高度化により，浅部 VLFE に同期した浅部低周波微動（Yamashitaet al., 2015）9) や浅部 SSE（Araki et al., 2017）10) の検出が可能となった．特に，紀伊半島南東沖において SSE による間隙水圧変化と VLFE 積算モーメント変化の時系列が非常によく一致したこと（Nakano et al., 2018）11) は，深部と同様に浅部でも ETS として起きていることを示すものである．
また，海上保安庁の音響 GNSS 海底地殻変動観測システムの展開により年オーダーの継続時間を有する SSE が検出され（Yokota and Ishikawa, 2020）12)，ETS と長期的 SSE の共存が浅部と深部とで共通することが示された．

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3．スロー地震の多様性（空間的不均質性）
浅部と深部におけるスロー地震の共通性が示されたが，分布の特徴はそれぞれ異なる．つまり，深部では多少の活動特性の揺らぎを含みながら走向方向に同じ現象が分布するのに対して，浅部では走向方向に異なるタイプのスロー地震や固着域が存在する（第 2 図）．VLFE の規模で比較すると，深部では一様に小さいのに対して，浅部では規模のコントラストが大きく固着度の強さに反比例する（Baba et al., 2020a）13)．従って，不均質の程度は浅部では強く深部では弱いと言える．では，これらの不均質性の要因は何であろうか．深部では，上盤への透水性の違いによるプレート境界での流体圧が要因の一つと考えられる（Nakajima and Hasegawa, 2016）14)．また，四国西部における深部低周波微動のエネルギー空間分布からパッチ強度の違いに原因があり，それにも上盤への透水性が影響すると考えられる（Kano et al., 2018）15)．

一方，日向灘から四国中部における長期的 SSE については，発生間隔や積算すべり量に走向方向の変化がみられ，すべり量の小さな領域の浅部側には大地震の震源域が分布するという対応関係があることから，浅部側の固着の程度が長期的 SSE の発生様式の空間不均質を形成する要因である可能性がある（Takagi et al., 2019）7)．

4．スロー地震の多様性：時空間的不均質性
スロー地震活動の時空間変化は，プレート間固着や大地震発生による影響を受け，プレート境界でのすべりを忠実に反映すると考えられる．2011 年の東北地方太平洋沖地震の前後における東北沖浅部 VLFE の時間変化は，地震発生時の大すべり域との位置関係によって変化する（Baba et al.,2020b）16)．つまり，大すべり域外の岩手沖では，東北沖地震直後に浅部 VLFE が急増し，その後徐々に緩和した．これは余効すべりによる影響と考えられる．また，大すべり域内の宮城沖では東北沖地震後に浅部 VLFE が静穏化した．これはプレート境界における応力が完全に解放されたことを示している．ところで，宮城沖では東北沖地震前に小規模のバースト的 VLFE 活動が約 1 年間隔で繰り返し発生していたが，これは，わずかな固着の剥がれが生じていたのかもしれない．

ところで，約 20 年に及ぶ四国の短期的 SSE の推定結果によると，2012 年ごろから SSE 断層長が増加する傾向にあるように見える（Hirose and Kimura, 2020）17)．この地域では，深部低周波微動活動域の長さも 2011 年ごろを境に長くなったという報告もあり，これは浅部側の長期的 SSE の存在が影響していると解釈された（Takagi et al., 2016）18) が，経年的変化の原因については今後の課題である．

5．近年の新たな発見
四国西部では，ETS 発生時の GNSS データを 12 回分スタックしてすべり分布を推定したところ，微動域だけでなく，それから少し離れた固着域底部でもわずかなすべりが検出された（Kano et al.,2019）19)．ちょうどすべり分布のギャップが長期的 SSE 域に対応することから，マントルウェッジの底部で ETS が起きると同時に，流動的下部地殻との接触域を越えて固着域での有効圧が下がり，わずかな固着の剥がれが生じた可能性がある．このようなギャップを挟む SSE 二列分布は最近関東地方でも検出されており（Nishimura, 2021）20)，ある程度普遍的な現象かもしれない．

日向灘を含む南海トラフ西部域では，浅部 VLFE や微動の深部延長部に相似地震，さらに深部側に長期的 SSE が配列しているが，浅部側の VLFE・微動と深部の長期的 SSE はそれぞれ相似地震と相互作用しながら，異なる速度で北東方向に数 100km も移動する（Uchida et al., 2020）21)．もし― 617 ―地震予知連絡会会報第 108 巻

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かしたら，何らかの大規模なテクトニクス的変動を反映している可能性もあり，今後もスロー地震活動のモニタリングや発生様式の解明が重要であろう．
参考文献
1) Hirose, H., K. Hirahara, F. Kimata, N. Fujii, & S. Miyazaki, 1999. A slow thrust slip event following thetwo 1996 Hyuganada earthquakes beneath the Bungo Channel, southwest Japan. Geophysical ResearchLetters, 26, 3237-3240, https://doi.org/10.1029/1999GL010999.
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4) Masuda, K., S. Ide, K. Ohta and T. Matsuzawa, 2020. Bridging the gap between low-frequency and verylow-frequency earthquakes, Earth Planets Space , 72(47), 1-9,https://doi.org/10.1186/s40623-020-01172-8.
5) Ozawa, S., M. Tobita, & H. Yarai, 2016. A possible restart of an interplate slow slip adjacent to the Tokai
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6) Kobayashi, A. 2014. A long-term slow slip event from 1996 to 1997 in the Kii Channel, Japan, Earth,Planets and Space , 66, 9, https://doi.org/10.1186/1880-5981-66-9.
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9) Yamashita, Y., H. Yakiwara, Y. Asano, H. Shimizu, K. Uchida, S. Hirano, K. Umakoshi, H. Miyamachi,M. Nakamoto, M. Fukui, M. Kamizono, H. Kanehara, T. Yamada, M. Shinohara, & K. Obara, 2015.
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https://doi.org/10.1126/science.aan3120．
11) Nakano, M., T. Hori, E. Araki, S. Kodaira, & S. Ide, 2018. Shallow very-low-frequency earthquakes
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13) Baba, S. Takemura, K. Obara, A. Noda, Slow earthquakes illuminating interplate coupling heterogeneities
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14) Nakajima, J., & A. Hasegawa, 2016. Tremor activity inhibited by well-drained conditions above amegathrust, Nature Communications , 7, 13863, doi:10.1038/ncomms13863.
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17) Hirose, H., and T. Kimura (2020), Slip Distributions of Short-Term Slow Slip Events in Shikoku,
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18) Takagi, R., K. Obara, & T. Maeda, 2016. Slow slip event within a gap between tremor and lockedzones in the Nankai subduction zone, Geophysical Research Letters , 43, 1066–1074,
https://doi.org/10.1002/2015GL066987．
19) Kano, M., A. Kato, & K. Obara, 2019. Episodic tremor and slip silently invades strongly locked
megathrust in the Nankai Trough, Scientiﬁc Reports , 9, 9270,
https://doi.org/10.1038/s41598-019-45781-0．
20) Nishimura, T. (2021), Slow Slip Events in the Kanto and Tokai Regions of Central Japan Detected Using
Global Navigation Satellite System Data During 1994–2020, Geochemistry, Geophysics, Geosystems , 22,e2020GC009329, doi:https://doi.org/10.1029/2020GC009329.
21) Uchida, N., R. Takagi, Y. Asano, & K. Obara, 2020 Migration of shallow and deep slow earthquakes
toward the locked segment of the Nankai megathrust, Earth and Planetary Science Letters ,https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.115986．

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第1図Fig. 1

第2図
Fig. 22022 年 9 月発行

南海トラフ域でこれまでに発見されたスロー地震の種類．断層すべりの継続時間と巨大地震に対する深さ方向の位置関係のマトリクスで分類している．
Classiﬁcation of various slow earthquakes along the subducting plate interface in the Nankai subduction zone.

南海トラフにおけるスロー地震発生様式を示した模式図．浅部と深部ではスロー地震を構成する現象は共通している一方，深部では同種の現象が活動度の不均質性を有しながら，走向方向に連続するのに対し，浅部では異種現象が並ぶという強い不均質性を示す．
Schematic view of slow earthquakes along the subducting plate interface in the Nankai subduction zone.

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