１２−５

西南日本とCascadiaにおける短期的スロースリップとそれに同期する現象
Short‑term slow slipand accompanying phenomena in southwest Japan andCascadia
防災科学技術研究所
Nationa1 Research lnstitutefor Earth Science 皿d Disaster Prevention

西南日本で検出された長期的スロースリップや短期的スロースリップは，固着域深部のプレート境界面遷移帯付近で発生する時定数の異なるすべり現象である．長期的スロースリップは5〜10年間隔で発生し，半年から５年程度継続する非常にゆっくりとしたすべりで，浜名湖周辺1)や豊後水道み3)において国土地理院GPS観測網GEONET等によって検出されているが，短期的スロースリッ
プ4)の継続期開け２目から５日程度と短く，西南日本に広く分有する深部低周波微動5)の活発化に同期して発生する現象で，傾斜計や歪計陶こよって検出されている．
短期的スロースリップは，プレート境界面付近における逆断癩すべりであり，西南日本の深部低周波微動発生帯の何箇所かで確認されているが，その活動の時系列は周期性と移動・速脂性で特徴付けられる．四国西部4)，紀伊半島中北部7)8)，愛知県内8｀の地域では，約半年周期で短期的スロースリップおよび活発な深部低周波微動が発生する．さらにその活動期間中，沈み込むプレート形状の走向に平行に深部低周波微動源は時間とともに移動する．その移動速度は１則こ約10kmであり，どの地域でもほぼ同様である．深部低周波微動の移動に伴って，短期的スロースリップ発生滅も移動しており，微動の移動は｢すべり破壊｣域の拡大を表していると考えられる．このような深部低周波微動・短期的スロースジップの移動の方向，移動の範囲はエピソード毎に異なり，例えば，四国西部では2001年から2002年の２年間計４回のエピソードについては移動方向が交互に変化し，その後も移動様式もunilatera1であったりbilateralであったり様々であるが，移動の起点は３箇所程度である(第１図)．一方，紀伊半島北部では，約半年周期で繰り返される微動活動のほとんどの場合，北北東から南南西に移動する(第２図)．また，紀伊半島側での活動が活発化するほぼ同時期に愛知県側でも微動活動が活発化していた昿伊勢湾を接んだ両側での活動の関連性は特に明瞭ではなかった．しかし，2006年１月，紀伊半島中部で発生した活動が徐々に北上した後，伊勢湾内を連続的に移勤し，愛知県側に速した9)(第３図)．これらの深部低周波微動活動の時空間分布か
ら,短期的スロースリップ震源域は,微動の帯に沿っていくつかのセグメントに分けられ(第４図)，それぞれのセグメントは固有の再来周期を有する．このようなセグメントに分割される原因のひとつとしては，プレート形状の不均質性が挙げられる．例えば，伊勢湾直下では深部低周波微動活動は非活発であり，愛知県側と三重県側の活動を分断しているが，この地域ではフィリピン海プレートが尾根状構造を形成しており，その幾何学的不均質性がセグメント化に影響を与えていると考えられる．また，紀伊半島側で発生する深部低周波微動のほとんどが伊勢湾側を起点とすることは，プレートの幾何学的不均質性が，破壊起点を特微づけているのかもしれない．しかし，2006年１月の活動については通常の活動様式とは異なり，南から破壊が伝播したためにプレートの尾根を乗り越え,隣接する愛知県側のセグメントに速動した．なお,周斯匹については必ずしも一定ではなく，前後に２ヵ月程度揺らぐこともある．また，2003年後半に豊後水道で発生した長期的スロースリッ
プの発生期間中およびその後については，四国西部での短期的スロースリップが３ヶ月間隔で４回ほど発生しており，長期的スロースリップによって短期的スロースリップが加速したことを示して

一504−いる1o)が，2004年12月以降は再び半年周期の活動に戻った．
短期的スロースリップや深部低周波微動は，西南日本以外では北米大陸Cascadia地方でも検出されている11づ第５図)．カナダと米国国境付近の北部Cascadiaは，短期的スロースジップが世界で初めて発見された12)場所であるが，これらの現象は沈み込むプレート境界付近の深さ約30kmにおいて14〜16ヶ月周期で発生し13)，1口数kmで移動する性質を有している．移動の開始位置今方向け概ね決まっており，プレートの屈曲部からスロースリップが始まる場合が多い．この地域はさらに再来周期が等しく発生時期が異なる３つのセグメントに分けられる．北部Cascadiaに隣接するOregonでは現象の再来周期が約19ヶ月，さらにその隣の北部Califomiaでは再来周期が11ヶ月である．このようにCascadiaでは，全長約1200kmの範囲で短期的スロースリップや深部低周波微動が発生し，再来周期から大きく３つのセグメントグループに分かれるが，時空間的特徴からさらに100〜200km長の７つ以上のセグメントに分かれている(第６図).CascadiaではGPSによって短期的スロースリップが検出されているのに対し,西南日本での短期的スロースリップはGPSでは検出不可能で，傾斜計・歪計によってのみ検出されていることは，西南日本における個々のスロースリップの規模が小さいことを示している．実際に椎定されたモーメントマグニチュードは西南日本では6.0前後であるのに対してCascadiaでは6.5〜6.9であり，セグメントサイズが短期的スロースリップの規模を規定していると考えられる．
ところで，西南日本において，短期的スロースリップや深部低周波微動に同期して，さらに新たな低周波のイペントが発生していることが最近明らかになった．これは，周期約20秒に卓越する長周期地震動を励起するイペントであり(第７図)，｢深部超低周波地震｣と呼ばれる14).セントロイ
ドモーメントテンソル解析によると，この深部超低周波地震の震源は深部低周波微動源とほぼ一致し，深さ30〜40kmで震源メカニズム解け低角逆断層であることから，プレート境界において発生した逆断層すべりによる地震であると考えられる(第８図)．また，深部超低周波地震は短期的スロースリップや深部低周波微動の移動と共にその発生位置が移動しており(第９図)，これらの現象はそれぞれ強い関連性を持って発生している．つまり，短期的スロースリップは，プレート境界遷移領域深部における非地訃院の国着すべりであり，深部超低周波地震は，そのすべり面上に点在した今今固着度の強いパッチが周囲の短期的スロースリップによって応力蓄積した後に破壊することによって，低周波の地震波が励起されると考えられる．さらに，短期的スロースリップや深部超低周波地震の発生によって，間隙流耐圧が変化し，微小クラック破壊が連鎖的に発生する現象が深部低周波微動であると考えられる．
このようにプレート境界遷移領域深部では,半年などの短い再来周期で短期的スロースジップ，及びそれに伴って深部超低周波地震や深部低周波微動が発生し，その浅部では長期的スロースリッ
プが，さらにその浅部では巨大地震のアスペリティが存在するなど，プレート境界は様々な活動特性を有するすべり現象によって塗り分けられていることが明らかになってきた(第10図)．
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一506

−

Earthquakes

Coincident with Episodic

四国における微動活動時系列

orHi‑net傾斜計で確認された短期的スロースリップ｣を伴う微動活動

09S
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−507

一2006

2005

2004

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ｊ０４︑ −ｒｌ吋． ．６・ ＩＩ．

Space'time distributiono f deep low‑frequency tremor in Tokai

Fig.2

東海地域における微動活動の時空間分布.

第２図:ily

2003

2002

2001

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2006
2005
2004
20C3ｌ]

tremor in Shikoku，
distribution of deep low'frequency
Space'time
Fig. I

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一｜

四国における微動活動の時空間分布.
第１図

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川…1…..…

2002
2001−−−＝一−−−

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3ヶ月

ﾘｯﾌﾟ

○

☆「Hi‑net傾斜計で確認された短期的スロースリップ」を伴う微動活動開始位置

東海･紀伊半島における微動活動時系列

oJMA歪計で確認された短期的スロースリップ(小林･他,2006)

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0.8

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‑

一
一＝ら＝‑

一一‑

Jan 2006

第３図Fig.3

137°E

138°E

‑一一璋気象台繭曇

34°N

136モ

−
＝一一￣

−−−−

一一

一一一

一

Ｓ・象會気圧

08

Ｉ
15

22

全体のＭｗ〜６．２

2006年１月に東海地域発生した短期的スロースリップと深部低周波微動活動
Migration of short‑term slow slipand deep low‑frequency tremor activities
in Tokaiarea
on January 2006.

深部低周波微動発生領域セグメント分布
深部低周波微動
防災科研Hi‑net
観測点

フィリピン海プレーﾄ内地震
等深度線
6Z

‑‑

一震６ｍｏｎ．

長期的スロースリップ
イベント

短期的スロ≒ぷjりプイベント(継続時間:数ケ月〜数年)(継続時間:数日)第４図 西南目本の深部低周波微動活動領域セゲメント構造
Fig.4 Segmentation of belt‑1ikedistributiono f tremors insouthwest JaPan

一508−０２ｕＭｏｐ

四国西部￨ こおける傾斜変化と微動活動(2年間)
￣li

３6ヶ月
1,5●I‑I■

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20【】1Mar

Mly

Jul

Sep

Nov

Jln
2002

Mar

Mly

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2003

北米カスケード地方におけるGPS変位と微動活動(９年間)
Joua﹂s40149¥3C】

Gujl
slluiugl?11js!(1？ｎ２４(⊃１０り
１２Ｑ−ＩＱ

l･ 一一・3‑7el

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ＯＩＱａ６

第５図
Fig.5

１９９７

１９９８

１０９９２ＤＯＯ

２ＵＱＩ

２□０２２ＵＱ３２ＵＵ･１・

西南日本とCascadiaにおける短期的スロースリップの観測例
Crustalmovenlent by short‑term slow sliPinsouthwestJaPan

and Cascadia margin

Segmentationof ETS zone by recurrence interval

西南日本

Cascadia

6ヶ月
3ヶ月

6ヶ月………………………

11ヶ月
第６図
Fig.6

西南日本とCascadiaにおけるセグメント分布の比較
ComParison of segmentation structureinsouthwestJaP皿and一509−

Cascadia

SI●ljon汀SAIIF‑ncl:STS‑2･￨0

超低周波地震の600

300

900

1200

1500

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15.
知ﾘ‰゛←Ｉ1S，

スペクトル

1800

T

12･15
09､AF･2(KXSISOD→｢lllrl.

1011｢︵Ｅ︶ＥnJI;)4e!
dosoleAＯ「ジ卓越周期.＝20秒
１￨ll0.01

100.1

Frequency(Hz)
第７図
Fig.7

深部超低周波地震のスペクトル例
SPectra of deeP vely low frequency earthquake

超低周波地震ＣＭＴ解★VLF earthquakeoTremor

363534︵ｚ・︶名⊃ｓｊ

33

132

133

134

136

135

137

138

Longitude(゜E)

震源メカニズム ＝低角逆断層
深さ＝30ニプレーﾄ境界40km

第８図 深部超低周波地震のＣＭＴ解分布
Fig.8 Centroid moment tensor solutionof deeP vely low frequency earthquakes

一510−微動･スロースリップに伴う深部超低周波地震
2006年1月(三重一愛知)
136oE】37°E★VLFearthquakeTilt‑NSoTremor

35oN

150

きeDista︵nｒc1034¨N50Ｏ

5 Jan. 2006

101520ＥＷ

25

Lapsetime(day)
第９図
Fig.9

2006年１月東海地域における深部超低周波地震の時空間分布.
Time sequenceof deep very low fyequency earthquake activityin the episode of January
2006,Tokai area

プレーﾄ境界での｢すべり｣現象と活動サイクル

１一一個

短期的スロぢ恥
深部超低周波地
深部低周波微動第10図 プレート境界におけるすべりの多楡院
Fig.10 Schematic view of the various sliPPhenonlena onthe subducting Plateinter伍ce

一511 −