地震予知連絡会 50 年のあゆみ

第３章

この 10 年のスロー地震

３．南海トラフ地域のスロー地震（１） 国土地理院による観測
１．はじめに

国土地理院
南海トラフ沿いにおいては，2009 年からの 10 年間に，国土地理院では，GNSS 連 続観 測点網（GEONET）

東海，紀伊水道，豊後水道，日向灘の各地域で長期的の観測結果を用い，全国の地殻変動のモニタリングをSSE を検出している．本節では，これらの事例について行っている．南海トラフ沿いについては，プレート境界紹介する．の固着・すべりのモニタリングを行い，その結果を地震予知連絡会や南海トラフ評価検討会等に報告している．

2.1 東海 SSE

南海トラフ地域では，フィリピン海プレートと陸側プ

東海地方では，2000 年秋から 2005 年夏頃にかけて長レートの境界面において長期的スロー地震（SSE）が複期的 SSE が発生したことが知られている 3)-5)．その際に数の地域で繰り返し発生している（図 1）ことが，GNSS観測された非定常的な地殻変動を図 2 に示す．この長期観測により検出されてきた．また，長期的 SSE の深部延的 SSE の終息以降は，非定常的な地殻変動は観測されて長で，低周波地震（微動）に伴い，短期的 SSE が発生いなかったが，2011 年 3 月の東北地方太平洋沖地震の発している生に伴い，この地域にも地震後の余効変動の影響が及び，．これまで GNSS 観測では検出困難とされ1)-2)てきたが，最近，いくつかの手法が試みられている．

モニタリングに影響を与えている．そのような中，2013

ここでは，この 10 年間で観測された南海トラフ沿いで年頃から，東北地方太平洋沖地震の余効変動とは異なるの長期的 SSE について紹介するとともに，GNSS 観測結非定常的な地殻変動が観測され，東海 SSE が再び発生

果に基づく短期的 SSE 検出技術の進展について紹介する．

した可能性が指摘された 6）．図 3 に 2011 年以降の地殻変動時系列を幾つかの観測点に対して示している．
フィリピン海プレート境界面上のすべりを把握するためには，非定常的な地殻変動に重畳している余効変動を考慮する必要がある．ここでは便宜的に余効変動を太平洋プレート境界面でのすべりに起因すると仮定し，フィリピン海プレート境界面に加え，東北地方を含む広域で太平洋プレート境界面でのすべりも同時に推定することで，余効変動の影響の軽減を図ることとした．図 3 の上段は定常変動と周期成分を差し引いた地殻変動時系列を，下段は余効変動をプレート境界のすべりによるものとしてモデル化し，地殻変動データから差し引いた時系

図1 日 本地域のテクトニクス図．赤点は，気象庁一元化震源列図を示している．図 3 の下段に示されるように，南東による低周波地震（微動）．1：東海 SSE, 2：志摩半島方向の遷移的な変動が見える．東北地方太平洋沖地震のSSE, 3：紀伊水道 SSE, 4：四国西部 SSE, 5：豊後水道

余効変動を除去した地殻変動の空間分布を図 4 に示す．

SSE, 6：日向灘北部 SSE，7：日向灘南部 SSE．赤線で囲まれた領域は，想定される東海及び南海地震の震源域を示す．

２. GNSS データによる長期的 SSE 解析
地殻変動のモニタリングにおいて非定常的な地殻変動

浜名湖の西側で南東方向，東側で東南東方向の変動が見られる．この変動は，2000-2005 年の地殻変動（図 2）と非常によく似ており，東海地域での長期的 SSE の発生を示唆する．図 5 に，図 4 の非定常地殻変動から推定したプレート境界面上のすべりの推定結果を示す．

が検出された際には，その地殻変動がプレート境界面上すべりの中心は浜名湖付近に推定された．推定されたでのすべりに起因すると考えられる場合に，非定常地殻モーメントマグニチュード（Mw）は，6.6 程度となって変動成分からプレート境界面上のすべりの推定を行っている．前回の SSE のすべり分布（灰色のコンター）といる．すべりの推定にあたっては，定常成分及び年周等比較すると，すべりの中心がやや南側に位置している．の周期成分を除去して得られた非定常地殻変動成分の2013 年頃に始まった東海 SSE は 2017 年頃には収束した

時系列データに対し時間依存インバージョンを適用し，と考えられる．

プレート間のすべり分布及びその時間変化の推定を行っている．

139

140

地震予知連絡会 50 年のあゆみ

第2部

この 10 年の主な地震及び地殻活動

図2 2
 000 〜 2008 年の非定常地殻変動．定常期間は，2008 年 1 月から 2011 年 1 月で推定している．白矢印が水平変動，カラーが上下変動を示す．
（A）観測値．
（B）時間依存インバージョンによる計算値．

0.10
0.08

(A) 020996

EW(B) 93097

EW(C) 93102

EW

0.06
0.04

NSNS

NS

0.02
0.00
−0.02

UD

−0.04

UDUD

2011 2012
0.03

2013

2014

2015 2016 2011 2012

2013

2014

(E) 93097(D) 020996

2015 2016 2011 2012
EW2013

2014(F) 93102

2015 2016
EW

0.02
EW0.01

NS0.00

NSNS

−0.01
−0.02
−0.03

UD

2013

2014

2015

2016 2013

UDUD

2014

2015

2016 2013

2014

2015

2016

図 3 （A）
 （C）
定常変動と周期成分を差し引いた地殻変動．定常変動は 2008 年 1 月から 2011 年 1 月，周期成分は 2012 年 1 月から2015 年 10 月の観測結果から推定している．黒が観測値，赤は推定されたフィリピン海プレート上面のすべりから計算された値．
観測点の位置は図 4 に示されている．
（D）
 （F)
-

東北地方太平洋沖地震の余効変動を太平洋プレート上面のすべりによるものとしてモデル化し上段の図から差し引いたもの．

図 4 東北地方太平洋沖地震の影響を取り除いた地殻変動．白矢印が水平変動，カラーが上下変動．
（A）観測値．
（B）計算値．

地震予知連絡会 50 年のあゆみ

第３章

この 10 年のスロー地震

図7 推
 定すべり分布．カラーと矢印が推定されたプレート
図5 推
 定されたプレート間すべり．赤は 2013 年 1 月 -2015

間すべりを示す．

年 10 月の推定すべり．浜名湖付近にすべりが見られる．
灰色は 2000-2005 年の SSE．青破線は東海地震の想定震源域．緑丸は，気象庁一元化震源による低周波地震（微動）の震央．黒破線はプレート境界の等深線．

2.3 豊後水道 SSE
豊 後 水 道 で は，1996-1998 年，2003-2005 年，20092011 年，2018-2019 年の 4 回，長期的 SSE が発生してい2.2 紀伊水道 SSE
2014 年頃から 2016 年８月頃にかけて，四国東部と紀伊半島で南東～東南東方向の非定常地殻変動が観測された 7)．この非定常的な地殻変動に基づき，時間依存インバージョンによりプレート境界面上のすべりを推定したところ，紀伊水道を中心としたすべりが推定された（図 7）．イベント全体での Mw は 6.5 程度と推定された．
紀伊水道では，1996-1997 年，2000-2002 年にも長期的 SSE が発生していたことが報告されている．今回8-9)のイベントでもほぼ同じ領域ですべりが生じており，紀伊水道は，東海地域や豊後水道などと同様に長期的 SSEが繰り返し発生する領域と考えられる．

る 10)-14)．これら 4 回の SSE の際の水平及び上下の非定常地殻変動を，それぞれ図 8 及び図 9 に示す．定常期間の設定は，2018-19 年のイベントについては 2017 年 1月～ 2018 年 1 月を，それ以外については 2006 年 3 月～2009 年 4 月の変動を定常期間としている．豊後水道周辺で南東向きの 3cm に達する地殻変動が 4 回の SSE で観測されている．
また，四国西南部の豊後水道周辺では隆起となっている．この地殻変動に基づき推定された豊後水道域のプ
レート境界すべりを図 10 に示す．豊後水道でのプレート間すべりが推定されている．
図 11 は，2018-2019 年に発生したプレート境界すべりの時空間変化を示す．この図に示されるように，日向灘北部で 2018 年 6 月頃に長期的 SSE が発生し，10 月頃に減衰し，その後豊後水道及びその周辺でプレート間すべりが発生している．このすべり過程は，最大すべり速度
時に四国側から九州側へとすべり域が移動していた過去の豊後水道 SSE13) と異なっており，熊本地震による応力変化の擾乱が影響している可能性がある．
なお，豊後水道では，上記の規模の大きな長期的 SSE以外にも，2014 年及び 2015 年に小規模な長期的 SSE が発生している 15),16)．過去には 2006 年に小規模な長期的SSE が発生しており 17)，6 ～ 7 年周期の大規模な長期的SSE の間に小規模な長期的 SSE も発生する領域といえる．

図6 紀 伊水道周辺の非定常地殻変動．定常期間は 2017 年〜 2018 年で推定している．

141

142

地震予知連絡会 50 年のあゆみ第2部

34˚

この 10 年の主な地震及び地殻活動

34˚

1996/8/15−1998/7/15

33˚

33˚32˚32˚

100 km5cm

131˚132˚133˚134˚130˚131˚132˚33˚

33˚32˚32˚5cm100 km31˚
130˚133˚132˚133˚134˚

130˚
34˚

33˚

33˚

33˚

33˚

32˚32˚32˚32˚100 km100 km5cm

5cm

100 km

31˚

31˚
130˚

131˚132˚133˚134˚

130˚

131˚

132˚133˚133˚134˚100 km

5cm

31˚
130˚

図 8 遷移的な地殻水平変動

132˚5cm

31˚134˚131˚

2018/1/15−2019/9/15

2009/7/15−2011/2/15

2018/1/15−2019/9/155cm

31˚131˚34˚34˚

2009/7/15−2011/2/15

100 km5cm

31˚134˚130˚34˚

2003/1/15−2004/7/15

1996/8/15−1998/7/15

100 km31˚34˚34˚

2003/1/15−2004/7/15

131˚132˚133˚134˚130˚131˚132˚133˚134˚

図 9 遷移的な地殻上下変動

図 10 豊 後水道の推定すべり分布．1996-1998 年の日向灘域のプレート間すべりは，主に 1996 年の日向灘地震のアフタースリップを示している．
34˚34˚(A) 2018/4/1-2018/6/1

32˚

20cm0.0 0.1 0.2 m

100 km132˚(E) 2018/12/1-2019/2/1

134˚
34˚132˚134˚34˚(F) 2019/2/1-2019/4/1

20cm0.0 0.1 0.2 m
132˚134˚132˚134˚134˚34˚(G) 2019/4/1-2019/6/1

2019/5/10(Mw6.,2)

20cm0.0 0.1 0.2 m

100 km(D) 2018/10/1-2018/12/1

132˚

20cm0.0 0.1 0.2 m

100 km132˚32˚

20cm0.0 0.1 0.2 m

100 km34˚32˚

20cm0.0 0.1 0.2m

100 km32˚32˚(C) 2018/8/1-2018/10/1

32˚32˚

20cm0.0 0.1 0.2 m
34˚34˚(B) 2018/6/1-2018/8/1

100 km132˚134˚(H) 2019/6/1-2019/8/1

32˚

20cm0.0 0.1 0.2 m

100 km134˚

図 11 2018-2019 年の SSE の推定すべり分布．赤点は，気象庁一元化震源による低周波地震（微動）．

132˚100 km134˚

地震予知連絡会 50 年のあゆみ

第３章

この 10 年のスロー地震

SSE が発生して，2016 年の熊本地震前には，日向灘南部，2.4 日向灘 SSE
日 向 灘 で は， 長 期 的 SSE が 繰 り 返 し 発 生 し て いる 18)-19)．図 13 に，図 12 に示した日向灘周辺の各観測点

北部，四国南西端で長期的 SSE が発生していた様子が推定されている 19)．の非定常地殻変動時系列を示す．図 13 に示されるよう

また，GNSS データの解析により，日向灘北部の SSEに，定常成分と周期成分を除いた時系列データに遷移的は，平均して 5 ～ 6 年程の間隔で繰り返し発生しているな変動が見て取れる．特に 021088，950483 観測点でのとの報告がされている 20)．

南北成分には，2004 年頃から 2 年程の間隔で遷移変動が検出されている．
図 14 に日向灘におけるプレート境界すべりを時間依存のインバージョンで推定した結果を示す．1996 年の日向灘地震の余効すべりが推定されており，その減衰の後に 2004 年頃から日向灘南部で２年程の間隔をあけて，1 年程の期間をかけて SSE が発生している様子が推定されている．
図 15 に 2013 年以降の九州域での定常成分と周期成分を除いた非定常地殻変動時系列を示す．
図 15 に示されるように遷移的な変動が見て取れる．
この非定変動データを元に推定された 2013 年以降のプレート境界すべりを図 16 に示す．
図 16 に示されるように，2013 年に日向灘南部，北部で SSE が同時に発生し，2014 年に豊後水道で規模の小さな SSE が発生している．2015 年には日向灘南部で8図 12 図 13 に時系列を示す GNSS 観測点の位置図

cm960712960712

635(B) NS(A) EW

30cm(C) UD

960712254021084

20021084

2021085021085-20940095-5960715-8960715

940095-10-15021088

0210880210855940095-6-10085

100-4950480

15950480

950480021084-20950483960715021088-25-12-30

950483-14-35-40

1996

2000

2004

2008

1996

2000

2004

2008

950483
1996

2000

2004

2008

図 13 非 定常地殻変動時系列．黒が観測，赤が計算．周期成分は 1997 年 1 月〜 2010 年 7 月までで推定した．一次トレンドは，
2007 年 1 月から 2009 年 3 月までで推定している．

143

144

地震予知連絡会 50 年のあゆみ

第2部

この 10 年の主な地震及び地殻活動

図 14 時 間依存のインバージョンによる推定すべり分布．オレンジと青色の領域は，1996 年の日向灘地震のすべり域を示している．

図 15 非 定常地殻変動時系列．黒は観測値，赤は計算値を示す．

図 16 時 間依存インバージョンによる推定すべり分布．破線

周期成分は 2012 年 1 月〜 2016 年 4 月で推定している．

はプレート境界の等深線を示す．カラーがすべり速度

一 次トレンドは 2012 年 1 月〜 2013 年 1 月で推定した．の大きさを示す．

地震予知連絡会 50 年のあゆみ

３．短期的 SSE

第３章

この 10 年のスロー地震

以上のようにここ 10 年で，GNSS データから短期的数日から 10 日の時定数を持つ短期的 SSE については，SSE を検出する手法が発達してきた．今後さらに GNSS傾斜計やひずみ計によって観測されているが，GNSS で解析技術の向上や変異の検出方法の改良などにより，短は地表の変位が数㎜程度とノイズレベル以下であるため期 SSE に関する新たな知見が得られるようになることが検出できないと考えられてきた．しかし，近年の GNSS期待される．

解 析 技 術 の向 上 や 変 位 の 検 出 手 法 の改 良 等により，GNSS による短期的 SSE の検出が可能となりつつある．
例として，GNSS 観測結果の時系列データから，ステップ的な変動の有無を AIC で評価することで短期的 SSEを検出する手法がある 21)-22)．図 17 に観測点配置と気象庁一元化震源による低周波地震（微動）の震央が示されている．
図 18 に地殻変動にステップがある場合とない場合のAIC の差が示され，有意な AIC の変化が数多く検出されている．図 19，図 20 には，検出された地殻変動の例が示されている．
また，時間依存インバージョン手法を用いた短期的SSE の検出も試みられている．現時点では，M6 程度以上のやや規模が大きい場合に限られるものの，イベントの検出や，イベントでのすべりの時間変化も捉えられるようになってきている 23)-24)．例として，2018 年 3 月に発生した四国西部での短期的 SSE について，時間依存インバージョンで推定したプレート間すべり分布及び低周

図 18 ス テップを仮定した場合と仮定しない場合の一次関数

波地震（微動）の発生域を図 21 に示す．このイベントをフィッティングしたときの AIC の差．AIC の差が大では低周波地震（微動）の発生域が時間とともに西から東へと移動したが，それと同期してすべり域が東に移動していく様子が推定されている．

きい場合ほど，ステップを仮定したことがよい事を示
す．四国西部や紀伊半島北部などに多数のイベントが見られる．

図 22 は，短期的 SSE の時期に相当する地殻変動の観測結果と計算結果を示している．図 22 に示されるように GNSS 観測により南東方向への変動が検出されており，計算結果はそれと調和的な結果となっている．

図 17 用 いた観測点の分布及び AIC を計算した領域の中心点．赤点は，気象庁一元化震源による低周波地震（微動）の震央．N45°W 方向に長さ 160km，幅 50km の領域をとって AIC の計算を行っている．

図 19 上 図は図 18 の一部を拡大した図．2008-2010 年の
AIC の差．ゼロ点は気象庁一元化震源による低周波地震（微動）
．

145

146

地震予知連絡会 50 年のあゆみ

第2部

この 10 年の主な地震及び地殻活動35˚

全期間：2018/2/18-3/24

34˚

33˚

1cm

cal.
obs.

100 km32˚
131˚
35˚

132˚

133˚

134˚

135˚

期間２：3/5-3/18

34˚

33˚1cm

図 20 図 19 で，特徴的な期間における水平変動ベクトル．赤丸は気象庁一元化震源による低周波地震（微動）．下段の低周波地震（微動）は図中に示した変動日の前後 5 日cal.
obs.

100 km32˚131˚35˚132˚133˚134˚135˚

期間１：2/8-3/5間分を示している．

34˚33˚1cm

cal.
obs.

100 km32˚131˚35˚132˚133˚134˚135˚

期間３：3/18-3/24

34˚33˚cal.
obs.

図 21 時 間依存のインバージョンにより推定された 2018 年３月の四国西部の短期的 SSE の時空間変化．矢印がすべりを示し，カラーがすべりの大きさを表している．気象庁一元化震源の低周波地震（微動）の震央の期間による変化が右上に示されている．低周波微動も時間と共に東側に移動しており，推定されたすべりの時空間変化と調和的である．

100 km32˚131˚132˚133˚134˚135˚

図 22 短 期的 SSE に伴う地殻変動観測（黒矢印）と計算値（白矢印）の比較

地震予知連絡会 50 年のあゆみ

参考文献

第３章

この 10 年のスロー地震

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