【研究速報】2024年9月24日鳥島近海地震と津波（2024/09/27更新）

ウェブサイト立ち上げ：2024年9月25日
最終更新日：2024年9月27日

9月24日鳥島近海で地震があり、それに伴い伊豆諸島や小笠原諸島に気象庁より津波注意報が出されました。
解析結果についてこちらで更新してまいります。


＊報道関係の皆さまへ：図・動画等を使用される際は、「東京大学地震研究所」と、クレジットを表示した上でご使用ください。また、問い合わせフォームより使用した旨ご連絡ください。

2024年9月24日鳥島近海地震と津波（続報１）
2024年9月27日
地球計測系研究部門 三反畑 修 助教

続報１のまとめ

  • 2024年地震と2015年地震について「震源メカニズム解」と「広帯域地震波計 F-netに記録された長周期地震波形」を比較し，両地震の極めて高い類似性を示した．
  • この結果は，第一報で報告した「今回の地震・津波が，過去にスミスカルデラで発生した地震・津波と同じメカニズムで発生した」という仮説を強く支持するものである．

震源メカニズム解の比較: 2024年地震vs 2015年地震

複数の地震カタログで 震源メカニズム解は圧縮軸を鉛直方向に持つCLVD型で，今回の地震と2015年地震は規模・メカニズムともに類似．

図１：地震波放射パターンを示す震源メカニズム解について， 2024年地震と2015年地震の比較．(a) 防災科学技術研究所, (b) Global CMT Catalog, (c) 米国地質調査所より画像を引用．

長周期地震波形の比較：2024年地震 vs 2015地震

両者の長周期地震波の波形・規模は酷似していた

  • 下記のデータ・手法で二つの地震による長周期地震波波形の類似性を解析．
    • 広帯域地震観測網（F-net）の速度波形に0.02–0.05 Hzのバンドパスフィルターをかけた
    • 2015年地震の波形を切り出し，2024年9月24日の連続波形記録に対してテンプレートマッチング手法を適用した
  • 平均の相互相関係数は 0.97 と非常に高い値をとり，平均の最大振幅比から算出したマグニチュード差も0.04であった（2024年が0.04大きい）．
図２：防災科学技術研究所の広帯域地震観測網F-netの記録で，2015年地震（赤線）と2024年地震（黒線）の地震波波形を比較した図．左から上下成分、東西成分、南北成分における波形を示す．CC: 各観測点・成分における相互相関係数，SN: シグナル/ノイズ比．振幅はそれぞれの波形の最大振幅で規格化してある．

参考情報

参考にした情報

使用したデータ

使用したソフトウェア

2024年9月24日鳥島近海地震と津波（第一報）
2024年9月25日
地球計測系研究部門 三反畑 修 助教
（資料作成協力：日本列島モニタリング研究センター 武村 俊介 助教）

まとめ

  • 日本時間 2024年9月24日8時14分ごろ、鳥島近海において地震マグニチュード５.8の地震が発生し，その後，伊豆諸島を中心に津波が観測された．
  • 地震の震源として推定されているスミスカルデラでは，地震マグニチュード５程度の地震で最大で数十cmの津波を八丈島などに引き起こす，特異な地震・津波が約10年間隔で発生してきた．
  • 今回2024年9月24日の地震は，下記の４点において過去の地震活動とよく似ている．
    • 地震の発生場所・深さ
    • 震源メカニズム解（地震波の放射パターン）
    • 潮位計で記録された津波の波形・規模
    • 高周波地震波の規模・波形
  • 過去の現象との類似性から，今回発生した地震および津波は，過去の地震に対して提案されてきた「トラップドア断層破壊に伴うカルデラ火山の隆起現象」が発生したことが原因であったと考えられる．
  • 過去のスミスカルデラの事例を踏まえると，活動は静穏化する可能性が高い．一方で，別の火山ではトラップドア断層破壊が噴火開始の引き金になった事例もあることから，今回の地震発生によりスミスカルデラの火山活動が噴火などの別のフェーズへ移行する可能性もあるため，今後も活動には注視が必要である．

2024年9月24日 鳥島近海地震および津波の概要

  • 発生場所：鳥島近海（海底火山・スミスカルデラ近傍）（図１）
  • 地震発生日時・規模：
    • 気象庁: 2024-09-24 08:14頃 (JST: +09UTC) MJ 5.8
    • USGS: 2024-09-23 23:14:19 (UTC) Mw 5.6
  • 特徴
    • 今回の地震で震度1以上を観測した地点はなかったが，伊豆諸島などで津波が観測された．
    • 8時20分　津波注意報発令、11時00分  津波注意報解除
    • 観測された最大波高は八丈島八重根での0.5 m .
  • 主な津波観測状況 (気象庁報道資料より：図２）
    • 八丈島八重根 0.5 m
    • 神津島神津島港 0.2 m
    • 伊豆大島岡田 0.1 m
    • 三宅島坪田 0.1 m
    • 三宅島阿古 0.1 m
図１. 今回の地震の震源および鳥島の位置．（震源位置はUSGSの情報に基づく．Google Earthを用いて作成）
図２. 2024年9月24日地震後に観測された津波（気象庁報道資料P.6より）

地震発生場所と震源メカニズム解、および過去の地震との比較
スミスカルデラにおいて過去に発生した地震とよく似た特徴を持つ

  • 今回の地震は，海底火山・スミスカルデラのごく近傍の地下浅くで発生した．
  • 地震の放射パターンを示す震源メカニズム解は，鉛直方向に圧縮軸を持つCLVD成分に卓越．
  • 同火山で過去におおよそ10年おきに繰り返してきた地震と，震源位置・深さ，震源メカニズム解の特徴および地震規模がよく似ている．
図３. スミスカルデラ周辺で繰り返す地震活動．1984年・1996年・2006年・2015年・2018年についてはGlobal CMT catalogの情報に基づく．2024年の地震については，CMT解については防災科学技術研究所の解析結果，モーメントマグニチュードについてはUSGSのW-phaseの解析解に基づく．なお震源位置には数km〜10km程度の誤差が含まれることに留意が必要．


過去のスミスカルデラ地震による津波

過去の同火山での地震は地震規模に見合わない津波を引き起こしてきた

  • のいずれの地震でも津波が発生．伊豆・小笠原諸島と本州南西の海岸に設置された潮位計によって，最大数十cmの津波が観測された．
  • いずれの潮位計でも，異なる地震の直後に観測された津波の波形が互いによく似ている．
  • このことは，おおよそ10年間隔で繰り返す地震・津波現象が，同様のメカニズムで発生したことを示している．
図４. Sandanbata et al. (2022) より．a) 1984年，1996年，2006年，2015年，2018年地震の後に潮位計で記録された津波波形． b) 潮位計の設置位置（逆三角形）とスミスカルデラの位置（星印）．


潮位計で記録された津波波形の比較：2024年 vs 2015年

地震の規模・特徴と同様，津波の規模・波形も過去の地震によるものとよく似ている

  • 震源時刻を合わせて，2024年地震と2015年地震の津波波形を比較するとほとんど波形が一致する．
  • 振幅については厳密に合わせていないが，ほぼ同規模である．
図５：今回2024年9月24日の津波波形（黒線：気象庁資料より）と2015年5月2日の津波波形（赤）を重ねた比較図．震源時刻に1分程度の誤差が含まれること，振幅や時刻の比較は厳密な比較ではないことに留意（後日更新予定）．


地震波の高周波成分の波形： 2024年 vs 2015年

地震波の高周波成分はどうか？— やはり2015年のものと似ている

  • 地震波の高周波成分を見ても、今回の地震と2015年の地震の波形はよく似ている．
図６：DONETのKMB06点の海底地震計記録に，1–5Hzのバンドパスフィルターをかけた速度波形．（作成：日本列島モニタリング研究センター 武村俊介 助教）．


今回の地震・津波の発生メカニズム

上記で示したような類似性を踏まえると，過去にスミスカルデラで発生した地震・津波のメカニズムとして提案されている，火山活動に起因する「トラップドア断層破壊」による火山隆起現象が，今回の地震・津波と原因であったと考えられる．

  • 「トラップドア断層破壊」とは？
    • カルデラ火山の地下にあるマグマ溜まり内に，長時間かけて蓄積したマグマの圧力を駆動力とする
    • 地震発生時，マグマの圧力を駆動力として，円形に伸びる断層構造が一気に破壊しながら，岩盤が大きく持ち上がり，海底の地盤が隆起する．それによって海水が持ち上がり，津波が発生する．
    • 地下数kmと極めて浅い地下で発生する現象であるため，地震規模の割に大きな津波が引き起こす．
    • ※同現象についてのより詳しい解説は 地震研「最近の研究」を参照のこと．
図７：トラップドア断層破壊の模式図（Sandanbata et al. (2022) の図を修正）


過去の事例を踏まえた今後の見通し

過去のスミスカルデラの事例では静穏化する可能性が高い．一方，別の火山ではトラップドア断層破壊が噴火開始の引き金になった．今後も火山活動に注視する必要がある

  • 過去のトラップドア断層破壊の観測事例から，今後の見通として２つのシナリオが考えられる
  • シナリオ１：活動の静穏化
    • 過去にスミスカルデラで発生したトラップドア断層破壊の後は，特に目立った地震・火山活動および津波は観測されておらず，活動が静穏化したと見られる．
    • この事例に基づくと，今回の地震・津波の後も活動が静穏化する可能性が高い．
  • シナリオ２：別の火山活動フェーズへの移行
    • 一方，トラップドア断層破壊が発生する陸上火山であるガラパゴス諸島・シエラネグラ火山では，2005年と2018年にトラップドア断層破壊発生後，いずれも数〜十時間以内に噴火活動が開始した．
    • この事例に基づくと，今回のスミスカルデラでのトラップドア断層破壊が，海底噴火などの別の火山活動フェーズに移行する可能性も考慮すべきである．


参考情報

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