1−5

1993年北海道南西沖地震の広帯域臨時余震観測
Broadband

Aftershock

Observation of the 1993

Hokkaido ‑Nansei‑ Oki Earthquake

防災科学技術研究所
National ResearchInstitute for EarthScienceand DisasterPrevention

防災科学技術研究所では，1993年7月20日より，11月15目まで，1993年北海道南西沖地震の余震観測を行った。観測の主な目的は，1）高精度の余震波形により，地震発生後の応力状態の時空間分布を明らかにする，2） マグニチュード7クラスの余震の震源近傍域における高精度波形データにより，詳細な震源過程を明らかにする，3） マグニチュ一ド3から7クラス の余震の立ち上がりの波形を詳細に調べ,破壊の開始と成長を規定する要因を調べる, ということである。
観測地点は，第1図及 び第1表 に示すように，当初4点を設置し， 9月7日より 奥尻島に 1点増設した。
観測装置としては，第2表に示すように，基本的には,広帯域で比較的感度が高いStreckeisen社の STS−2地震計と，加速度型強震計の kinemetrics社の FBA 23 地震計を併用した。上記の地震計のほかに，振動技研製の PELS地震計も用いた。収録装置としては，基本的には，Teledyne社の PDAS 100を，仮想32 bitモードで用いた。このほかに,東京測振製のSAMTAC製の EDR 1000，TEAC社のDR−M285 や近畿計測を用いた。また，TSIにおいては， Quanterra社の 24 bit

20 Hz AD 変換器と EXABYTE テープストレージ をパソコンでつなげて， 連続観測を同時に行った。
P波後続相
第2図は， TSI観測点における STS−2連続記録から 切りだした余震波形の例で，顕著なP波後続相（X相）が観測されることがある。 第3図は,このような後続相が観測される余震の震央分布
で，(a)P相の振幅よりX相の振幅が小さいイベント，(b)P相の振幅よりX相の振幅が大きいイベントである。 X相の振幅が比較的大きいこと,また余震域のうち,奥尻島南西沖といった領域に限定されていることから,図中,点線部のなんらかの不均質構造があるものと考えられる。
地震発生前後の応力分布
第4図 に SMUで観測された余震（30個）のコーナー周波数（f0） とモーメント（M0） の関係，第5図に 余震により求められたストレスドロップの分布を示す。方法はBRUNE（1970，1971）によった。モーメントに若干の違いがあるものの，△：北域（42ﾟ50台）の余震は○：中央域（42ﾟ00N 〜 42ﾟ50N以北），□：南域（41ﾟNN） の余震に 比べてストレスドロップが小さくなっている。このことから地震発生以前で蓄積されていたひずみは,中央部で大きく,南北で小さかったものと推定される。このことは,南北域に隣接する地域では，それぞれ,1741年（渡島大島噴火あるいは低周波地震),1940年(積丹半島沖地震)に震害がほとんどないにもかかわらず大きな津波が発生しており，比較的応力の解放が進んだ地域であると考えられることと調和的である。

一21一

M6.5 の地震の震源過程
1993年8月8日 に， M6.5の地震が，余震域から離れた,北海道沿岸の江差町の沖で発生した。第6図に 各観測点で得られた STS2地震計で得られた上下動成分の波形を示す（観測点位置は第1図を参照）得られた波形は非常に複雑で,いくつものフェイズが認められる。その中で，P波として認められるものを，順に， P1， P2，P3 としてマークしている。 それぞれに対応する S波のフェイズも，記録から確認できる。
この記録の P波部分を用いて,この地震の余震を用いての周波数領域でのデコンボリューションをおこなった（Frankel et al,1986)。その結果を第7図に示す。上から順に，M6.5の地震の記録，M3.9の 余震の記録，デコンボリューションの結果であり,すべて立ち上がり時刻をそろえてある。
これより，このイベントは，非常に，ディスクリートな破壊をしていることがわかる。イベント
は，記録からは 3つほど確認できるが，デコンボリューションの結果からは, 2つで，それぞれ，P1， P3 に対応するイベントである。これらは，1〜2秒 の継続時間を持っており，M6.5の地震としては特異な感じがする。
第8図には， 得られた記録の水平動成分を用いて，P1 と P3 の到来方向を調べた。P1 は，ほぼ震源からきているように見えるが，P3は， 震源よりも，北の方から来ているように見える。これは， 3番目のイベントが,発震点よりも北の方で発生していることを示唆する。
（藤田参
Brune考文英輔，福山英一）

献

J.N.,Tectonic stress and the spectra of seismic shear

waves

fromearthquakes,J.

Geophys.Res.,75,4997‑5009,1970．
Brune J.N.,Correction,J. Geophys.Res.,76,5002,1971．
Frankel A.et al.,Rupture Charactaristics and to tomographic imaging of M1‑3 earthquakes nearAnza,Califomia,J.Geophys．Res.,91,12633‑12650,1986．

一22一

第1表
Table.1

Table.2

観測点コードと所在地

Codes

of seismic stations and their location

第2表

観測機器および感度

Observation

lnstruments

andtheir sensitivity

第3表 観測期間
Table.30bservation

一23一term

第1図
Fig.1

第2図
Fig.2

観測点分布。詳細は第1表 に記す。

Distribution of seismic stations.Detail information is listed in table.1.

TSI で観測された 42ﾟN 付近で発生した余震の波形例。顕著なP波の後続相が見える。
Waveformof aftershocks occured aroundclear later phases after P‑phase．

42N

一24一

observed at

TSI station．We

can seesome第3図P相の後続相（X相） が見える余震の震央分布 (気象庁暫定震源に基づく)。(a） P相の振幅より X相の振幅が小さいイベント。(b）P相の振幅より X相の振幅が大きいイベント。

Fig.3

Epicenter distribution of aftershocks with later phase(based on temporary
phase is larger than that of P‑phase.(b) smaller than that of P‑phase．

一25一

hypocentersof J.M.A.).(a) Aftershocks

whose amplitudeof later

第4図

Fig.4

第5図

SMU で観測されたイベントのコーナー周波数とモーメントの関係。△：北域(42ﾟ 50'
N以北) の余震，○：中央域（42ﾟ 00'〜 42ﾟ 50 N）の余震，□：南域 (42ﾟ 00 N以南）の余震。
Seismic moment
versus corner frequency for aftershocks observed at SMUstation.
△:Northern Area(northern than 42ﾟ50'N),○:Center Area(42ﾟ00'〜42ﾟ50'N)and□:southern Area(southern than 42ﾟ00'N).

SMU で観測されたイベントによるストレスドロップの分布。余震域の南北でドロップが小さくなっている。
Fig.5

Distribution of stress drops for aftershocks observed at SMU

一26一station．

第6図
Fig.6

STS − 2 で観測された M6.5の地震波形（上下動成分)。P波部分にコヒーレントなフェイズが見える（ P1 〜 P3 )。
観測点位置は，第1図 参照。

Up ‑ down component
seismograms for M6.5 earthquakes
are observed.Observation points are shown in Fig.1．

observed

一27一by theSTS‑2seismometers.Three coherent

P phases (P1‑P3)

第7図

上段：SMU におけるM6.5の P波部分 の地震形， 中段：デコンボリュウションに用いたM6.5 の余震のP波部分の波形，

下段：デコンボリュウションの結果
Fig.7

Upper trace:Observed
P‑waveseismogram of M6.5 earthquake at SMU,middle:P‑wave
which was used for the deconvolution analysis,lower:deconvolved waveforms．

一28一

seismogramof

theaftershock ofM6.5,

第8図
Fig.8

水平動のパーティクルモーションから決められた最初のイベント(P1 に対応） と3番目のイベント（P3に対応）のP波の到来方向。
P wave arrival directions for both the first and the third events determined by theparticle motion analysis using observed horizontal components．

一29一