武村俊介¹・濱田洋平²・奥田花也²・岡田悠太郎³・大久保蔵馬⁴・悪原岳¹・野田朱美⁵・利根川貴志²
（¹東大地震研，²海洋研究開発機構、³京都大学、⁴防災科研、⁵気象研）

A review of shallow slow earthquakes along the Nankai Trough

Takemura, S.¹, Hamada, Y.², Okuda, H.², Okada, Y.³, Okubo, K.⁴, Akuhara, T.¹, Noda, A.⁵, Tonegawa, T.² (2023) Earth, Planets and Space, 75, 164,
https://doi.org/10.1186/s40623-023-01920-6

(1. ERI, UTokyo, 2. JAMSTEC, 3. Kyoto Univ., 4. NIED, 5. MRI)

　
　2000年代前半にスロー地震が発見されてから、世界中の沈み込み帯でスロー地震に関する研究が盛んに進められてきました。私達は、南海トラフの深さ10 kmより浅い場所で発生する「浅部スロー地震」に注目し、その活動様式や発生場所の特徴について、地震学、測地学、地質学および室内実験のこれまで研究成果を多面的にまとめた英語論文（レビュー）を執筆しました。論文は https://doi.org/10.1186/s40623-023-01920-6 から読むことができます。

　南海トラフの浅部スロー地震は日向灘、室戸岬沖〜紀伊水道沖、紀伊半島南東沖の３つの地域で活発に活動します。これらの浅部スロー地震域は、フィリピン海プレートの固着域と安定すべり域の間の遷移領域に対応しています（解説記事：https://www.eri.u-tokyo.ac.jp/research/10787/）。このことから、浅部スロー地震域の摩擦特性に何か特徴があるのではないかと考えられます。一方で、地質学的に見てみると、プレート境界に沿って沈み込む堆積物は火山灰や粘土鉱物で主に構成され、走向方向（東北東―西南西）に南海トラフの広い領域で共通して見られます。浅部スロー地震が発生する深さ（温度150ºC以下）で、火山灰や粘土鉱物を含む堆積物の摩擦係数のすべり速度依存性は、ほとんどの場合、正となります（解説記事：https://www.aori.u-tokyo.ac.jp/research/news/2023/20230921.html）。これは、浅部スロー地震域を含む深さ10 kmより浅い場所では自発的に地震のようなすべり現象を引き起こすことが難しいことを意味します。つまり、浅部スロー地震の発生には何か特別な後押しが必要だと言えます。

　浅部スロー地震発生域のプレート境界周辺は、地震波速度の低速度層がイメージングされており、周囲と比べて間隙流体圧が高いと考えられています（解説記事：https://www.eri.u-tokyo.ac.jp/research/11785/）。さらに、浅部スロー地震活動中にプレート境界断層付近で地下構造の時間変化が確認されていて、浅部スロー地震活動中に流体がプレート境界断層付近を移動したと解釈されています。流体圧の過渡的な変化があることで、摩擦係数のすべり速度依存性が正であっても多様なすべり現象を発生させることが室内実験で確認されていることと併せて考えると、浅部スロー地震は流体移動現象と密接に関係していると解釈できます。つまり、浅部スロー地震が日向灘、室戸岬沖〜紀伊水道沖、紀伊半島南東沖の限られた地域で発生するのは、南海トラフの走向方向に不均質に分布した間隙流体とその流体圧の過渡的な変動が繰り返し起こることで発生していると結論づけることできるのではないかと考えています（図参照）。

　さて、日本海溝ではスロー地震発生域が東北地震の破壊のバリアとして機能した（Nishikawa et al., 2023 https://progearthplanetsci.org/highlights_j/511.html）と提案されていますが、南海トラフで発生する次の巨大地震ではどうでしょうか？南海トラフの海溝軸沿いのコアサンプルから高速（通常の地震）と低速破壊（スロー地震）の両方の痕跡が見つかっています（解説コラム：https://www.jamstec.go.jp/j/pr/topics/column-20220613/）。浅部スロー地震域が、将来発生する南海トラフの巨大地震ではどのような挙動を示すか、さらなる研究が必要となります。

　本研究は、学術変革領域研究（A）「Slow-to-Fast地震学」（領域のHP：https://slow-to-fast-eq.org/）などの助成により実施されました。

図：南海トラフ浅部スロー地震域とその特徴を描いた概観図。青色が濃い領域ではプレート境界断層周辺で流体圧が高いと考えられていて、浅部スロー地震の活動域とよく一致しています。図中の灰色の柱はコアサンプルが得られているボーリングの位置、右下の矢印はフィリピン海プレートの沈み込み方向を示しています。

悪原 岳 ¹ , 山下 裕亮 ² , 杉岡 裕子 ³ , 篠原 雅尚 ¹

1. 東京大学地震研究所 2. 京都大学防災研究所 3. 神戸大学大学院理学研究科惑星学専攻

Locating tectonic tremors with uncertainty estimates: Time- and amplitude-difference optimization, wave propagation-based quality control, and Bayesian inversion
Geophysical Journal International
https://doi.org/10.1093/gji/ggad387

　プレート境界面上の巨大地震発生域の近くでは、ゆっくりとした断層すべり、すなわちスロー地震が発生します。スロー地震の一種であるテクトニック微動は、通常の地震とは異なる特徴的な震源（発生場所）の分布を示します。そのため、テクトニック微動の発生場所を詳細に調べることで、スロー地震がどのように起きるかという発生メカニズムの理解が深められると期待されています。しかし、スロー地震は非常に小さな動きなので地震波形データ上で観測される信号レベルが極端に小さく、P波・S波の到達時刻を波形から読み取って震源の位置を求めるという通常の方法は使えません。微動の震源を求めるために、様々な手法が開発されてきましたが、その決定精度を満足に評価できる手法はありませんでした。
　本研究では、この問題を解決するために、微動の震源決定とその精度の評価手法を提案しました。震源決定は3つのステップからなります。第一ステップでは、２つの観測点ペアで比較した地震波の到達時刻の差や波の大きさ（振幅）の違いを調べます。観測点がたくさんある場合、無数の組み合わせで観測点ペアを作ることができるので、ある観測点ペアで比較した到達時刻と振幅が、他の観測点ペアで得られた情報とどのくらい一致しているかを調べることができます。一致していれば、それだけ到達時刻・振幅データの情報が正確で、求められる震源の精度も高くなると予想されます（図１）。第一ステップでは、このような考えかたで相対的な到達時刻・振幅を調べ、観測点ペアごとの測定値の整合性で品質推定を行います。

　次に、第二ステップとして第一ステップで得られたデータのスクリーニング検査を行います。第一ステップで得られた相対到達時刻が正しい場合、相対到達時刻は震源に近いほど早くなり、遠いほど遅くなります。また、相対振幅は震源に近いほど大きく、遠いほど小さくなります。この想定から大きく外れるデータを除去します。

　第三ステップでは、第二ステップで選別されたデータにベイズ統計の手法を適用することで、震源の位置を確率分布として求めます。確率分布の広がりが、震源の決定精度を表します。このとき、地下構造の情報（どれだけ早く地震波が伝わるか、どれだけ強く地震波が減衰するか）も確率分布として求めます。これにより、地下構造が分からないことによる誤差を抑えることができます。

　この新しい手法を用いて、熊野灘（紀伊半島南東沖）で2020年12月から2021年2月に発生したテクトニック微動の震源を求めました。得られた微動の発生確率の分布を図2に示します。震源が線状に沿って分布する様子（図2中e, f, gのオレンジ色の矢印）など、震源分布の細かな特徴が分かりました。今後、この手法を様々な沈み込み帯に適用し、震源分布の特徴や推移を詳細に把握することで、スロー地震の理解を深めていきたいと考えています。

胡桂^1,2, 佐竹健治², 李琳琳^1,3, 杜朋¹

¹中山大学　地球科学与工程学院　²東京大学　地震研究所　³南方海洋科学与工程　広東省実験室

Hu, G., Satake, K., Li, L., & Du, P. (2023). Origins of the tsunami following the 2023 Turkey–Syria earthquake. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL103997. https://doi.org/10.1029/2023GL103997

　2023年2月6日、トルコの東アナトリア断層付近でMw7.7と7.6の内陸横ずれ断層タイプの地震が発生し、トルコ南部とシリア北部を約9時間間隔で襲った(図1a)。最初の地震の後、地中海南東部で局所的な津波が記録された(図1b)。この地域で津波が記録されたのは、1953年のキプロス地震(M L 6.2)以来であった。
　海中での観測記録がないことから、この津波の発生メカニズムは謎のままである。発生メカニズムを理解するために、我々は近隣の4つの検潮所で記録された津波波形のスペクトルエネルギー（図1c）と波形（図1d）を解析し、津波の波線追跡の逆解析（図1e）を用いて発生源を特定した。次に、想定される津波源のパラメータ範囲についてフォワード数値モデリングを行った。その結果、イスケンデルン湾の内側と外側に、おそらく2つの津波源（図1f）が存在することがわかった。これらの津波源は、最初の本震時の強い揺れと、厚い沿岸堆積物に関連している可能性がある。湾の内側にある長さ7kmの沈降域は、引き波初動と10～30分の卓越的な周期を生じ、地すべりによって発生した可能性がある。湾の外側にある長さ6kmの隆起域は、押し波初動と2～10分の卓越的な周期をもたらし、液状化に関連している可能性がある。両方の波源を合わせると、観測された津波波形をよく説明できる（図1g）。