A306
西日本の GNSS 速度場の時間変化に基づく粘弾性変形に関する考察
Viscoelastic Deformation inferred from Temporal Variation ofGNSS Velocity Field in Southwest Japan〇西村卓也〇Takuya NISHIMURA
Viscoelastic relaxation in the asthenosphere is an important factor in interpreting postseismic deformation as wellas interseismic deformation in the subduction zone. The calculated interseismic velocity field depends on theasthenosphere viscosity and the recurrence interval of a megathrust earthquake. We examined temporal changes in
GNSS site velocities in the Nankai subduction zone including the Korean Peninsula and found that the variations
were smaller than 2 mm/yr in the past quarter of a century. This small variation suggests the asthenosphere viscosity
is larger than 2 x 1019 Pa s. The inferred viscosity and the earthquake recurrence interval suggest that elastic slipdeficit modeling for the interseismic deformation can be validated as a first approximation except for a few decades
after the earthquake.
１.はじめに

２．観測データと手法

2011 年東北地方太平洋沖地震（M9.0）の余効変動は、主にマントルにおける粘弾性緩和によるも本研究では、
国土地理院 GEONET、
海上保安庁 DGPS、International GNSS Service(IGS)、韓国 GNSS サのと考えられており、観測された地殻変動の解釈

ービスから取得した RINEX データ及び、京大防災において、過去の大地震や固着による粘弾性変形を考慮することが重要であることを示した（Wanget al., 2012 など）。西日本においては、南海ト研の GNSS 観測点の RINEX データを使用した。
GipsyX Ver.1.4 のバイアス整数化精密単独測位法
により、ITRF2014 座標系準拠の日座標値を算出し、ラフ沿いで巨大地震が 150 年程度の周期で発生しているが、西村・Pollitz（2019）は、粘性率が 1019

Altamimi et al.(2014)と Argus et al.(2014)のオイラーベクトルを用いて、アムールプレート基Pa s、大地震の繰り返し周期を 117 年程度とすると、大地震から概ね 30〜60 年後においては大地震の粘弾性緩和による余効変動とプレート間固着による粘弾性変形が打ち消し合い、観測される地殻準の日座標値に変換した。アンテナ交換や地震に伴うオフセットを補正した日座標値に、直線、年周、半年周からなる関数をフィッティングし、直線成分から速度を求めた。速度を推定した期間は、以変動が概ね現在の固着による弾性変形によって説明できることを示した。一方、Li et al.(2020)は、沈み込む弾性スラブを考慮した現実的な粘弾性構造モデルを用いて、南海トラフにおける地震サイクル中の地殻変動の時間変化を計算した。粘性率が 1019 Pa s の場合では、固着による海溝から遠ざかる向きの変動速度が地震間に増加し、その範囲も大きく広がっていくことを示した。

下では期間 A（1997 年７月から 2001 年６月）
、期間 B（2005 年７月から 2009 年６月）
、期間 C（2012年７月から 2016 年６月）
、期間 D（2019 年７月から 2023 年６月）と呼ぶ。
粘弾性緩和による地殻変動の計算には、球構造を仮定した VISCO1D（Pollitz, 2007）を用いた。
粘性構造については、単純な２層構造を仮定し、表層から深さ 40 km までを完全弾性体として、深さ本発表では、南海トラフにおけるプレート間固着による変形の範囲と粘弾性変形による地殻変動速度の時間変化が実際の観測データで確認できるかどうかを調べるために、1990 年代から現在までの西日本から朝鮮半島の GNSS 観測点の速度場を推定し、西日本の粘弾性変形に対する考察を行う。

40 km 以深の粘性率を変更しながら、期間 A-D における変位速度を計算した。考慮した変動源は、南海トラフのプレート間固着・地震（Nishimura etal., 2018）と 2011 年の東北地方太平洋沖地震（Nishimura et al., 2011）である。まず、期間C、期間 D を使って、東北地方太平洋沖地震の余効変動から粘性率を推定し、次に南海トラフの地震サイクルを用いた粘性率の検討を行った。
３．結果と考察期間 C や期間 D においては、朝鮮半島や対馬、隠岐、竹島、鬱陵島などの日本海の島嶼部においてアムールプレートに対して、3-10 mm/yr の東向モデル（Burgers 粘弾性体やべき乗則モデル）が必要なことが示唆される。
以上の結果より、現在の GNSS データを説明する
粘性率では、南海トラフ地震後 30 年以降の粘弾性応答による変位速度の計算値の時間変化は小さく、変位速度分布は弾性応答とほぼ一致する。そのたきの変動が見られた。この変動は、粘性率を 9×1018 Pa s として、東北地方太平洋沖地震による粘弾性余効変動の計算値とよく一致している。期間D の観測値から粘弾性緩和の計算値を引いたものを図１、この残差値を南海トラフでのプレート収束方向（北 60°西）に投影したものを図２に示す。

め、現在の南海トラフの地殻変動から弾性応答関数を用いて固着を推定することは、第一近似としては妥当であることが示された。

図１から、プレート間固着によると考えられる北西方向の速度が対馬や隠岐、朝鮮半島の南東沿岸

SCG61-24 ; Wang et al. (2012), Nature, 484,327-332; Li et al. (2020), Geophys. Res.

部でわずかに確認できるが、朝鮮半島内陸部ではほぼ０となる。このような地殻変動のパターンは、
Nishimura et al.(2018)の弾性モデルで十分説明される。また、変動の時間変化も小さく、図２のLett., 47, e2019GL085551; Pollitz (2007),

400 km 以遠での時間変化は 2 mm/yr 以下である。
このような変動の特徴するためには、西日本の粘性率は少なくとも 2×1019 Pa s より高い必要があ

180,

参考文献

西村・Pollitz (2019), Abstract of JpGU 2019、https://www .usgs.gov/node/279413; Altamimi
et al. (2017), Geophys. J. Int., 209, 19061912; Argus et al. (2010), Geophys. J. Int.,る。しかし、この粘性率は、東北地方太平洋沖地

916-960; Nishimura et al. (2018),
Geosphere, 14, 535-551; Nishimura et al.
(2011), Earth Planets Space, 63, 631-636
謝辞：本研究では、国土地理院、海上保安庁、IGS、震の余効変動から推定される粘性率よりも明らかに高いため、粘性率の地域性や複雑なレオロジー

韓国 GNSS サービスが公開している GNSS データを使用しました。ここに記して感謝いたします。

図１ 2019年7月から2023年6月まで（期間D）のGNSS観測点における水平速度。アムールプレート固定で東北地方太平洋沖地震の粘弾性緩和による余効変動を補正した。北西-南東方向の実線は、図２の速度プロファイルの位置を示し、数字が南海トラフからの距離を表す。

図２ N60ºW 方向の測線（図１）における N60ºW 方向の速度分布。横軸は南海トラフ軸からの距離。
1997 年 7 月~2001 年 6 月、2005 年 7 月〜2009 年
6 月、2012 年 7 月〜2016 年 6 月、2019 年 7 月〜
2023 年 6 月の 4 つの期間の速度をエラーバー（３σ）付きで表示した。