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ETAS モデルと AIC を用いた群発地震検出手法開発の試み
An attempt to develop an earthquake swarm detection method using the ETAS model and AIC○吉村 嶺・西川友章・西村卓也〇Ryo YOSHIMURA, Tomoaki NISHIKAWA, Takuya NISHIMURA
An increase in the seismicity rate without a clear main shock is called an earthquake swarm (e.g., Mogi, 1963).
Examples of observed earthquake swarms include seismicity associated with ascending crustal fluids (e.g., Tsuneishi& Nakamura, 1970) and slow slip events (SSEs) in subduction zones (e.g., Ozawa et al., 2003). Earthquake swarm
detection is important for elucidating the relationship between aseismic phenomena and seismicity. In this study, weattempted to develop a new method for detecting earthquake swarms based on the ETAS model (Ogata, 1988;Okutani & Ide, 2011) and Akaike's Information Criterion (AIC; Akaike, 1974) and conducted an analysis in theSagami Trough off the Boso Peninsula. In this presentation, we report our preliminary results.
１．はじめに明確な本震を伴わない地震発生レートの増加を

トの大きさを決める係数、𝑝は余震発生レートの減衰のべき指数、𝑀𝑐 は最小マグニチュードである。

群発地震と呼ぶ(e.g., Mogi, 1963)。群発地震は、火山活動が活発な地域や沈み込み帯、トランスフォーム断層など、陸海域問わず様々な場所で発生

モデルパラメータは、𝜇、𝛼、𝑐、𝐾、𝑝の 5 つである。
一方、Okutani & Ide (2011)は、ETAS モデルをする。群発地震活動の観測例として、内陸での地改良し、群発地震活動を考慮したモデルを作成し殻 流 体 の 上 昇 (e.g., Tsuneishi & Nakamura,1970)や、沈み込み帯で発生するスロースリップイた。彼らのモデルでは、5 つの ETAS パラメータに、群発地震発生期間中の背景地震発生レート(𝜇1)とベント（SSE）による誘発 (e.g., Ozawa et al.,2003)などがあり、群発地震の検出は、非地震性現象と地震活動の関係を明らかにする上で重要であ群発地震の継続時間を表すパラメータ(𝑇𝑠𝑤 )を加えた、7 つのパラメータが存在する。背景地震発生レートは、群発地震の発生していない期間ではる。
本研究は、Okutani & Ide（2011）によって改良された ETAS モデル（Ogata, 1988）と赤池情報量規準（AIC; Akaike, 1974）に基づく、新たな群発𝜇、発生している期間では𝜇1 としている。また、群発地震活動開始日時(𝑇𝑐𝑝1)は、測地観測データに基づき事前に決定した（図 1）。

地震検出手法の開発を試み、相模トラフ房総半島沖において試験的な解析を行った。本発表では、その結果について報告する。
２．手法・データ
ETAS モデルは、世界標準の地震活動統計モデルであり、ある時刻𝑡の地震発生レート(𝜆(𝑡))を、定常的な背景地震発生レート(𝜇)と、大森・宇津の余震則(e.g., Utsu, 1957)に従う余震発生レート( ∑𝑡𝑖 <𝑡 𝐾exp(𝛼(𝑀𝑖 − 𝑀𝑐 ))/(𝑡 − 𝑡𝑖 + 𝑐)𝑝 ) の 和 で 表す。ここで、𝑡𝑖 と𝑀𝑖 は、𝑖番目の地震の発生時刻とマグニチュードである。また、𝛼は余震発生レートのマグニチュード依存性、𝑐は地震発生直後の地震発生レートに関係する時定数、𝐾は余震発生レー

図 1. Okutani & Ide (2011)による群発地震活動を考慮したモデルの模式図。背景地震発生レートの変化を示している。𝑇𝑐𝑝2は、群発地震終了日時である。

本研究では、Okutani & Ide (2011)の群発地震

変 化 と し て 、 よ り 現 実的 な 関 数 と 考 え ら れ る

活動を考慮したモデルにおける群発地震開始日時(𝑇𝑐𝑝1)を、1 日ごとにグリッドサーチを行い、新たGauss 関数を用いたモデルについても作成しておなモデルパラメータとした。そして、群発地震をり、本発表では、その暫定的な解析結果についても報告する。

考慮したモデルと、オリジナルの ETAS モデルのAIC の差（ΔAIC）が-2 以下になる日付を抽出し、その日付を群発地震発生日とみなした。パラメー
タの推定には最尤法を用いた。
次に本研究は、SSE に伴う群発地震活動の発生が知られている、相模トラフ房総半島沖を中心とした深さ 0〜50km の領域（北緯 34.8°から 35.6°、東経 139.9°から 140.9°）において、試験的な群発地震検出を実施した。解析期間は 2000 年１月１日〜2010 年 12 月 31 日の 11 年間とした。この期間は、2002 年 10 月と 2007 年 8 月の SSE に伴う群発地震活動を含む。震源データには気象庁一元化
震源カタログを用い、マグニチュード 2.0 以上の地震を解析に使用した。

図 2. 2006 年 7 月に東京湾北東部において発生した群発地震の震央分布図。プレート等深線のデー

３．結果・結論
解析の結果、ΔAIC が-2 以下かつ最小となる日付が 18 日抽出され、そのうちΔAIC が特に大きくタは、Iwasaki et al. (2015)を使用した。

減少した日付（-10 以下）が 4 日あった。その 4 日のうち 2 日は、2002 年と 2007 年の SSE に伴う群発地震活動に対応した。残り 2 日は、2006 年 7 月に東京湾北東部において発生した群発地震（図 2，3）と、2008 年 3 月に房総半島南東部において発生した群発地震であった。また、これら 4 つの群発地震活動は、いずれもフィリピン海プレート上面のプレート境界面付近で発生していた。さらに、2006 年 7 月に東京湾北東部において発生した群発地震は、相模トラフでの小規模な SSE（Nishimura,2021）と同時に発生していた。この小規模な SSEが、群発地震を誘発していた可能性がある。この他、2000 年 9 月に、ΔAIC が-8 程度で、房総半島沖での SSE に伴う群発地震に類似した活動も確認された。
現在、群発地震期間中の背景地震発生レートの図 3. 2006 年 7 月に東京湾北東部において発生した群発地震の M-T 図。赤枠で囲った期間が群発地震の発生した期間である。