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）
防災科学技術研究所による観測
ハイブリッド法の微動源は 1 分毎に推定されるが，まと１．はじめに防災科学技術研究所（以下，防災科研という）では，まった活動のみを抽出するために，Obara et al.,（2010）の方法により，1 時間毎にクラスタリング処理を行っ南海トラフにおいて発生するスロー地震として，深部低5）周波微動（以下，微動という），深部・浅部超低周波地た結果を定常の資料に掲載している．この処理は完全に震，短期的スロースリップイベント（以下，短期的 SSE自動化されており，後述の深部・浅部超低周波地震の解という）のモニタリングを実施し，地震予知連絡会に報析とともに SPA システム（Slow-events Parallel Analysis

告してきた．2008 年までの 10 年はスロー地震の発見の6）と呼ばれるサーバ群上で常時稼働している．
system）

時代といえ，小原（2009）1）に詳しく紹介されているよ

2.2 長期的な活動状況

うに活動の地域特性など，その基本的な特徴が明らかに継続的なモニタリングにより，南海トラフ周辺の長期なった．その後，防災科研が各種スロー地震のモニタリのスロー地震活動履歴が得られている（図 1）．微動活動

ングに使用している解析手法の論文が 2010 年までにそのセグメントや繰り返し間隔などの地域的な特徴についれぞれ出版され，同一手法での解析が現在も継続されてて，長期にわたる系統的な変化は特段みられない．2011

いる．2018 年までの 10 年は，このようにスロー地震モ

年東北地方太平洋沖地震の前後についても，南海トラフニタリング手法が確立され，安定運用の段階に入った時周辺の活動状況に顕著な変化はみられなかった 7）．

代であり，得られた長期の活動状況から，長期的スローただし，年程度の時間スケールでの変動はみられておスリップイベント（以下，長期的 SSE という）発生とのり，例えば豊後水道における数か月から 1 年程度の活発関係などの議論が可能となった．以下では，南海トラフ化は顕著である．こうした活動状況の変化は，微動発生周辺における，防災科研のスロー地震モニタリングにつ領域に近接したプレート境界の浅い側で発生する長期的いて述べる．

8）
は，SSE に起因すると考えられる．Hirose et al.（2010）2003 年および 2010 年の長期的 SSE 時に，豊後水道の深２．深部低周波微動部低周波微動域のうち，浅い側（南東側）でのみ活動度

2.1 観測データとイベント検出方法が高くなることを示した（図 2）．また，足摺沖のトラフ微動の検出においては，南海トラフ付近に位置する軸付近で発生する浅部超低周波地震も同時に活発化し防災科研 Hi-net の速度型地震計の記録を使用している．ていることを指摘した．その後，豊後水道における活動

2）

従来はエンベロープ相関法 により走時差情報のみを使においては，やや規模の小さな長期的 SSE の存在も報用して震源が推定されてきたが，現在はこれらの観測記

告され 9），2014 年の長期的 SSE 時には対応する微動活録について，Maeda and Obara（2009）3）で提案された動の活発化がみられるが，2016 年前半に発生した長期エンベロープ相関による走時差情報と振幅情報を利用し的 SSE に際しては，その変化は顕著でない．こうしたたハイブリッド方式の解析法（以下，ハイブリッド法と活動の相違は，長期的 SSE のすべり分布がそれぞれ異いう）により，微動源を推定している．なお震源の深さなる 9）ことによる可能性が考えられる．さらに最近では，は，Shiomi et al.（2008） のレシーバー関数解析によっ2018 年後半から 2019 年初めにかけて，長期的 SSE10）にて得られた海洋性モホ面から 5km 浅部に固定している．

同期した微動活動の活発化がみられる（図 2）．

4）

図1 西 南日本で発生した深部低周波微動（赤丸）及び深部超低周波地震（青菱形）の 2003 年から約 17 年間の時空間分布．黄緑色太線は，傾斜変動から検出された短期的スロースリップイベントを示す．

151

152

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3 2
 009 〜 2018 年に発生した深部超低周波地震（青菱形）および深部低周波微動（赤丸）の分布．

をスタックした解析から，南海トラフの微動発生域のほ
図 2 （a）
 GNSS データ（国土地理院 GEONETF3 解）による，上対馬を基準点とした高知大月の東方向の変位．2013
年一年間のデータを用いてトレンドを除去した．
（b）
豊
後水道南東側（赤線）及び北西側の領域（青線）における 2001 年からの微動活動積算個数．図中の地図に南東側，北西側に位置する微動の分布をそれぞれ赤丸，青丸で示す．灰丸は上記以外の領域の微動分布を示す．

他の領域においても，長期的 SSE のすべりに近接した領域での微動活動の活発化がみられている．紀伊水道
では，2014 ～ 2016 年前半に長期的 SSE が発生しており，近傍での微動活動の活発化がみられた 12）．一方，東11）

海地方の長期的 SSE に対し，2003 ～ 2004 年頃には活発化がみられていたが，2013 ～ 2016 年前半に発生した長期的 SSE13）に際しては，微動の顕著な活発化はみられな
い．

ぼ全域で超低周波地震の卓越する帯域にシグナルをもつイベントが，マグニチュードの差はあるものの発生していることを示した．さらに，図 3 のような微動と深部超低周波地震の分布の差異が生じる原因として，深部超低周波地震のマグニチュードが大きな地域のみで，同地震が個別のイベントとして検出されることによる可能性を指摘している．
４．浅部超低周波地震
南海トラフのトラフ軸付近では，超低周波地震が発生しており，浅部超低周波地震と呼ばれる．防災科研では，
Hi-net 高感度加速度計によるマルチアレイ解析 16）によるモニタリングを実施している．また定常的なモニタリング結果は，十勝沖から日向灘までを含む日本全国を対象地域として地震予知連絡会に資料を提出している．この17）
詳細については，本誌の第２部第 3 章４．
（2）
を参照さ

３．深部超低周波地震
南海トラフの微動発生域においては，微動活動とともに周期 10 秒から 100 秒程度に卓越する深部超低周波地震が発生している．深部超低周波地震の検出・解析にお14）による Grid MT と CMT 解析
いては，Ito et al.（2010）

を組み合わせた手法を採用している．この手法ではまず，
F-net 広帯域地震計記録を用いて，グリッド状に配置した仮想震央上の MT 解を常時計算する．さらにこの結果から候補イベントを一定基準で選出し，F-net 広帯域地震計および Hi-net 高感度加速度計記録を用いて CMT解を推定する．最終的には，Variance Reduction と使用
観測点数の基準を満たすイベントについて遠地地震やノイズ等の状況を目視で確認した後，深部超低周波地震として決定している．
図 3 に，この 10 年間の深部超低周波地震の分布を微れたい．
紀伊半島南東沖から室戸沖においては，浅部超低周波地震がたびたび活発化している．2009 年 3 ～ 7 月の活動では，室戸沖で活動が開始した後，6 月頃にその東側のクラスターに活動域が移動した．その際，東側のクラスターの近傍において Mw4.4 の通常の地震が発生した 18）．この地震はその後の解析により，プレート境界で発生した地震であることが示された 19）．また，2016 年 4
月 1 日に三重県南東沖で発生した M6.5 の地震の後，震源より浅い側において浅部超低周波地震が活発化している 20）, 21）．微動や超低周波地震は背後に存在する SSE によるゆっくりすべりを反映していると解釈されるため，こうした地震とスロー地震の関係の解明は，大地震発生に関する知見を得るうえで有用と考えられる 22）．

動とともに示す．微動発生域が帯状に分布する一方，決５．スロースリップイベント

定された深部超低周波地震はそのうちの限られた場所に5.1 観測データとイベント検出分布する．ただし Ide and Yabe（2014） は，波形記録
15）南海トラフの微動発生域においては，微動活動の活発地震予知連絡会 50 年のあゆみ

第３章

この 10 年のスロー地震化と同期して継続時間が数日～ 10 日程度の短期的 SSEが確認されている 28）．期間中のすべての短期的 SSE のが発生している．防災科研では，Hi-net に併設されてい断層モデルを図 4 に示す．

る地中の高感度加速度計により得られる傾斜変動データ

期間中で最大の短期的 SSE は，豊後水道から四国東を用いて，短期的 SSE の断層モデルの推定を行ってい部に至る広い領域において発生したイベントで，2018．断層モデルの推定の際には，20Hz サンプリン

年 2 月 21 日から 3 月 25 日までの 1 ヶ月以上の継続時間

グで収集されている高感度加速度計記録を 1 時間サンプをもち，その規模は Mw6.4 であった 27）．このイベント

る23）
, 24）

リングにデシメーション後，データに含まれる潮汐応答は，傾斜変動データを用いて解析されている 2001 年以

成分や気圧応答成分を BAYTAP-G25）により補正し，各降のカタログ 29）の中でも最大のものである．紀伊半島及データの背景トレンドを直線で近似して除き，解析してび愛知県域での最大の短期的 SSE は，両領域にまたがっいる．て 2017 年 11 月～ 12 月に発生したイベントで，その規短期的 SSE の検出にあたっては，自動で検出される

模は Mw6.2 であった 27）．一方で，期間中の全領域で最微動の活動状況を参考に微動が活発化した期間の傾斜

小の短期的 SSE は，2011 年 7 月に四国西部で発生した変動データを目視により確認し，短期的 SSE に伴う変Mw5.6 のイベントであった 30）．

動を判別している．約 0.05μ rad 以上の変動が 2 ～ 3 観（松澤 孝紀・木村 武志・浅野 陽一・田中 佐千子）

測点以上で確認できた場合に，断層モデルの推定を行っている．また，傾斜変動データのみから短期的 SSE を自動で検出する手法の開発も行っている．

26）

断層モデルとしてプレート収束方向と逆向きのすべり謝辞
図の作成にあたり，国土地理院のデータを使用させていただきました．

角をもつ矩形断層を仮定し，断層の長さ・幅・深さを含む位置・走向・傾斜の 7 つの非線形パラメータについて

参考文献

は遺伝的アルゴリズム，すべり量については線形最小二1）小原一成 , 2009, 短期的スロースリップ・深部低周乗法によりモデル推定を行う．通常は 1 枚の矩形波微動，地震予知連絡会 40 年のあゆみ．219–227.

断層モデルを仮定するが，SSE 発生中に傾斜変動パター

2）Obara, K., 2002, Nonvolcanic deep tremor associated

ンの明瞭な時間変化が確認できた場合には，解析期間をwith subduction in southwest Japan. Science, 296,

複数に分割し，それぞれの期間に対して 1 枚ずつ断層モ

1679–1681.

23）
, 24）

デルを推定する．
5.2 長期的な活動状況
2009 年から 2018 年の 10 年間で，防災科研が断層モデルを推定した短期的 SSE の数は，四国地域で 37，紀3）Maeda, T., and K. Obara, 2009, Spatiotemporal
distribution of seismic energy radiation from lowfrequency tremor in western Shikoku, Japan. J.
Geophys. Res., 114, B00A09.

伊半島で 15，愛知県域では 6 である．これに加えて，

4）Shiomi, K., M. Matsubara, Y. Ito, and K. Obara,

2017 年 11 月～ 12 月には紀伊半島北部から愛知県域に2008, Simple relationship between seismic activity

至る広い領域において，微動活動域の移動と同期した短along Philippine Sea slab and geometry of oceanic

期的 SSE のすべり域の移動が確認できた 27）．この領域

Moho beneath southwest Japan. Geophys. J. Int., 173,

では，2006 年 1 月にも同様の大規模なすべり域の移動

1018–1029.
5）Obara, K., S. Tanaka, T. Maeda, and T. Matsuzawa,
2010, Depth-dependent activity of non-volcanic
tremor in southwest Japan. Geophys. Res. Lett., 37,L13306.
6）松澤孝紀・浅野陽一・田中佐千子・木村武志・小原一成・前田拓人・伊藤喜宏・廣瀬仁・芝崎文一郎 ,2015，日本列島周辺におけるスロー地震モニタリン
グと数値モデリング．日本地震学会 2015 年秋季大会 .
7）防災科学技術研究所 , 2016, 東北地方太平洋沖地震
前後のスロー地震活動の変化 , 地震予知連絡会会

図4 2
 009 年から 2018 年で傾斜変動データから推定された断層モデル（ピンク矩形）．

報．95, 447-451.
8）Hirose, H., Y. Asano, K. Obara, T. Kimura, T.
Matsuzawa, S. Tanaka, and T. Maeda, 2010,153

154

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

Slow earthquakes linked along dip in the Nankai
subduction zone. Science, 330, 1502.
9）Ozawa, S., 2017, Long-term slow slip events along

20）防災科学技術研究所 , 2016, 日本周辺における浅部
超低周波地震活動（2015 年 11 月～ 2016 年 4 月）．
地震予知連絡会会報 , 96, 5-7.

the Nankai trough subduction zone after the 201121）Nakano, M., T. Hori, E. Araki, S. Kodaira, and S.

Tohoku earthquake in Japan. Earth Planets Space,Ide, 2018, Shallow very-low-frequency earthquakes

69:56.

accompany slow slip events in the Nankai subduction

10）国土地理院 , 2019, 九州・沖縄地方の地殻変動．地震予知連絡会会報 , 102, 359-370.
11）国土地理院 , 2016, 近畿地方の地殻変動．地震予知連絡会会報 , 95, 285-287.
12）防災科学技術研究所 , 2016, 西南日本における深部低周波微動活動（2015 年 11 月～ 2016 年 4 月）
．地
震予知連絡会会報 , 96, 363-370.
13）Ozawa, S., M. Tobita, and H. Yarai, 2016, A possible
restart of an interplate slow slip adjacent to the Tokai
seismic gap in Japan. Earth Planets Space, 68:54.

zone. Nat. Commun., 9:984.
22）Nishikawa, T., T. Matsuzawa, K. Ohta, N. Uchida,T. Nishimura, and S. Ide, 2019, The slow earthquake
spectrum in the Japan Trench illuminated by theS-net seafloor observatories. Science, 365, 808-813.
23）Obara, K., H. Hirose, F. Yamamizu, and K. Kasahara,
2004, Episodic slow slip events accompanied by nonvolcanic tremors in southwest Japan subduction
zone. Geophys. Res. Lett., 31, L23602.
24）Hirose, H., and K. Obara, 2005, Repeating short- and14）Ito, Y., K. Obara, T. Matsuzawa, and T. Maeda, 2009,

long-term slow slip events with deep tremor activity

Very low frequency earthquakes related to small

around the Bungo channel region, southwest Japan.

asperities on the plate boundary interface at theEarth Planets Space, 57, 961-972.

locked to aseismic transition. J. Geophys. Res., 114,
B00A13.
15）Ide, S., and S. Yabe, 2014, Universality of slow
earthquakes in the very low frequency band. Geophys.
Res. Lett., 41, 2786-2793.
16）Asano, Y., K. Obara, and Y. Ito, 2008, Spatiotemporal
distribution of very-low frequency earthquakes in25）Tamura, Y., T. Sato, M. Ooe, and M. Ishiguro,
1991, A procedure for tidal analysis with a Bayesian
information criterion. Geophys. J. Int., 104, 507-516.
26）Kimura, T., K. Obara, H. Kimura, and H. Hirose,
2011, Automated detection of slow slip events within
Nankai subduction zone. Geophys. Res. Lett., 38,L01311.

Tokachi-oki near the junction of the Kuril and Japan

27）防災科学技術研究所，2018，西南日本における短trenches revealed by using array signal processing.

期的スロースリップイベント（2017 年 11 月～ 2018

Earth Planets Space, 60, 871-875.

年 4 月）．地震予知連絡会会報，100，301-306．

17）浅野陽一・松澤孝紀・木村尚紀 , 2019, 防災科研に28）Obara, K., and S. Sekine, 2009, Characteristic activity

よるその他の地域のスロー地震モニタリング．地震and migration of episodic tremor and slow-slip

予知連絡会 50 年のあゆみ（本誌）．

events in central Japan. Earth Planets Space, 61, 853-

18）防災科学技術研究所 , 2010, 2009 年 7 月四国沖の地
震：周辺域における浅部超低周波地震の活動，地震予知連絡会会報．83，455-457．
19）Takemura, S., A. Noda, T. Kubota, Y. Asano, T.
Matsuzawa, and K. Shiomi, 2019, Migrations and862.
29）Sekine, S., H. Hirose, and K. Obara, 2010, Along‐strike variations in short-term slow slip events in thesouthwest Japan subduction zone. J. Geophys. Res.,
115, B00A27.

clusters of shallow very low frequency earthquakes

30）防災科学技術研究所，2012，西南日本における短期in the regions surrounding shear stress accumulation

的スロースリップイベント（2011 年 6 月～ 2011 年

peaks along the Nankai Trough. Geophys. Res. Lett.,

10 月）．地震予知連絡会会報，87，430-437．

46, 11830-11840.