３－40 2011 年東北地方太平洋沖地震前の傾斜記録
Tilt records prior to the 2011 Off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake
防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention
防災科学技術研究所 Hi-net 併設の高感度加速度計（傾斜計）による，2011 年 3 月 11 日の東北地方太平洋沖地震（Mw 9.0）の発生前の傾斜記録について報告する．
第 1 図に，観測点分布と，前震（2011 年 3 月 9 日 , Mw 7.3）及び本震の震源メカニズムを示す．
第 2 図～第 5 図に，各観測点の傾斜記録を示す．その際，先駆的な地殻変動がどのようなタイムスケールで生じているかは不明なため，ここでは（1）短期（数日間）および（2）中期（1 か月程度）を候補とし，それぞれについて検討した．
まず，オリジナルの 20Hz サンプリングデータを，（1）の場合は 1 分サンプリング，（2）の場合は1 時間サンプリングにリサンプリングした． BAYTAP-G 1） により潮汐成分を除去し，さらに（2）について，気象庁による気圧観測値をもとに気圧応答成分を推定し除去した． 東北地方および関東東部の観測点で（1）および（2）の両データセットを作成し，記録を確認した． 最も顕著な記録は前震とそれに続く余震の波動によるものである．しかしながら，この前震および 11 日の本震に先立つ顕著な傾斜変動は見出されていない．
比較のため，Hi-net 傾斜観測網による太平洋プレート境界面上でのすべりの検知能力を調べた．
これを調べることで，プレスリップがプレート境界面上で発生したと仮定し，それがどの程度の規模であれば観測することができるのか，を知ることができる． ここでは簡単のため，プレート境界のすべりを半無限弾性体中の点震源で表し 2），計算される傾斜変動の大きさが，少なくとも 3 つの観測点で 0.1μrad 以上となるときの地震モーメントの大きさを検知能力とした． 第 6 図にその結果を示す．プレート間すべりの検知能力は，東北日本太平洋側の海岸線付近，すなわち本震震源域下端付近もしくは深部延長上で Mw 6.2，本震の震源付近では Mw 7.3 であった． これより小さいプレスリップがあったことは否定できないが，現状の観測網ではそれを捉えることは難しいことを示している．
なお，本稿の内容については，文献 3）も参照されたい．
謝辞
気象庁のホームページで公開されている気象台等の気象観測データを使用させていただきました．記して感謝いたします．
（廣瀬仁）
参考文献１）	Tamura, Y., T. Sato, M. Ooe, M. Ishiguro, A procedure for tidal analysis with a Bayesian
information criterion, Geophys. J. Int., 104, 507-516, 1991.
２）	Okada, Y., Internal deformation due to shear and tensile faults in a half-space, Bull. Seism.
Soc. Am., 82, 1018-1040, 1992.
３）	Hirose, H., Tilt records prior to the 2011 Off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake, Earth
Planets Space, 2011 (in press).

－ 298 －41˚40˚⋓ጟTROH
KASH

YMDH

SMTH

KMIH

RZTH
FSWH
TOWH

39˚

KKWH
SZGH

ONDHTAJH

2011-03-09 M7.3

KAKH

IWNH
SISH

38˚
YMMH

37˚

2011-03-11 M9.0

⑔ፉ KMAH
MRUH
NMEH
KRYH MKJH
HTAH
IWWH
IWEH
DGOH
THGH
JUOH
GZNH YMAH
JHKH᳓ᚭ HTKH
KGRH

36˚35˚139˚140˚141˚142˚143˚144˚

第 1 図 : 観測点分布図 . 緑四角及び灰色三角が Hi-net 傾斜観測点，黒四角が気象庁気象観測点を示す . 防災科研 F-net による前震及び本震のメカニズム解を示した .
Fig. 1 : Index map showing the station locations. Green squares and gray triangles show thelocations of NIED Hi-net tiltmeter stations. Solid squares denote the locations of theJMA meteorological observatories. The NIED F-net focal mechanisms of the March 9large earthquake and the March 11 great earthquake are shown.

－ 299 －第 1 図:
防災科研廣瀬

TROH N

TROH N

TROH EN, E down

TROH EYMDH NN, E down

YMDH NYMDH EYMDH EKASH NKASH N

KASH EKASH EKMIH NKMIH NKMIH EKMIH ESMTH NSMTH NSMTH ESMTH ERZTH NRZTH NRZTH ERZTH E

FSWH N
0.5 µ radFSWH N
0.5 µ radFSWH E

FSWH E

Morioka atm. pres. [hPa]Morioka atm. pres. [hPa]

15 hPa5015 hPa

Morioka precip. [mm]0809
Mar 2011

1040
20011

Morioka precip. [mm]0613Feb 2011

202706

Mar 2011

第 2 図:
防災科研
廣瀬

第 2 図 :岩手県の観測点における，潮汐成分除去後の傾斜記録 . ( 左 ) 2011 年 3 月 8 日から本震時まで ; ( 右 )2011 年 2 月 1 日から本震時まで ; の記録 . 盛岡地方気象台での気圧変化および雨量をあわせて示す .
Fig. 2 : Detided tilt records at stations in Iwate prefecture from 8 March 2011 (left) and from 1 February
2011 (right) to the mainshock. Atmospheric pressure changes and precipitation observed at Morioka
meteorological observatory of JMA are also plotted.

KKWH NKKWH NKKWH EKKWH ETOWH NN, E down

TOWH NN, E down

TOWH ETOWH ESZGH NSZGH NSZGH ESZGH EKAKH NKAKH NKAKH EKAKH ETAJH NTAJH NTAJH ETAJH EONDH N

ONDH NONDH E

ONDH EIWNH NIWNH NIWNH EIWNH ESISH NSISH NSISH ESISH EYMMH N
0.5 µ radYMMH N
0.5 µ radYMMH EYMMH E

Morioka atm. pres. [hPa]Morioka atm. pres. [hPa]

15 hPa50

Morioka precip. [mm]0809
Mar 2011

101115 hPa
40200

Morioka precip. [mm]0613Feb 20112027

図:防災科研廣瀬

第 3 図 : 宮城県の観測点における，潮汐成分除去後の傾斜記録 . 図の見方は第 2 図と同様 .
Fig. 3 : Same as Fig. 2 but for stations in Miyagi prefecture.

－ 300 －06

Mar 2011

KMAH NKMAH NKMAH EKMAH E

NMEH NN, E down

NMEH NN, E down

NMEH E

NMEH EMKJH NMKJH NMKJH EMKJH E

MRUH NMRUH NMRUH E

MRUH EKRYH NKRYH NKRYH EKRYH EHTAH NHTAH NHTAH EHTAH E

IWEH NIWEH NIWEH E

IWEH E

IWWH N
0.5 µ radIWWH N
0.5 µ radIWWH E

IWWH E

Fukushima atm. pres. [hPa]

Fukushima atm. pres. [hPa]

15 hPa5015 hPa

Fukushima precip. [mm]0809Mar 2011

10Fukushima precip. [mm]40200110613Feb 2011

202706

Mar 2011

第 4 図:
防災科研
廣瀬

第 4 図 : 福島県の観測点における，潮汐成分除去後の傾斜記録 . 図の見方は第 2 図と同様 . 福島地方気象台での気圧変化および雨量をあわせて示す .
Fig. 4 : S ame as Fig. 2 but for stations in Fukushima prefecture. The plotted atmospheric pressure changes
and precipitation are observed at Fukushima meteorological observatory.

THGH N

THGH N

THGH E

THGH EDGOH NN, E down

DGOH NN, E down

DGOH EDGOH EJUOH NJUOH NJUOH EJUOH EYMAH NYMAH NYMAH EYMAH EGZNH NGZNH N

GZNH EGZNH E

JHKH NJHKH NJHKH E

JHKH EHTKH NHTKH NHTKH EHTKH EKGRH N
0.5 µ radKGRH N
0.5 µ radKGRH EKGRH E

Mito atm. pres. [hPa]

Mito atm. pres. [hPa]

15 hPa50

Mito precip. [mm]0809
Mar 2011

101115 hPa
40200

Mito precip. [mm]0613Feb 2011

202706

Mar 2011

第 5 図:
防災科研
廣瀬

第5図: 茨 城県の観測点における，潮汐成分除去後の傾斜記録 . 図の見方は第 2 図と同様 . 水戸地方気象台での気圧変化および雨量をあわせて示す .
Fig. 5 : Same as Fig. 2 but for stations in Ibaraki prefecture. The plotted atmospheric pressure changes
and precipitation are observed at Fukushima meteorological observatory.

－ 301 －11040˚N

1020304050607038˚N

36˚N140˚E142˚E144˚E

Mw
6.0

6.5

7.0

7.5

8.08.5

第 6 図 :プレート境界すべりの検知限界 . 緑四角で示した傾斜観測点のうち 3 点以上で 0.1 μ rad以上の傾斜変動を観測するのに必要なプレート境界すべり ( 点震源 ) の大きさをモーメン
トマグニチュード (Mw) で示す .
Fig. 6: Detectability of interplate slip on the interface on the subducting Pacific plate. Color scale
indicates the lower bounds of corresponding moment magnitude of detectable slip with
the Hi-net tiltmeter stations indicated as green squares.
－ 302 －

第 6 図:
防災科研
廣瀬