長期海底地震計による2011年東北沖地震震源域北部における余震活動の時空間変化

篠原雅尚 1 ・日野亮太 2 ・望月公廣 1 ・佐藤利典 3 ・中東和夫 4 ・山田知朗 1 ・村井芳夫 5 ・八木原寛 6 ・伊藤喜宏7 ・東龍介 2 ・金沢敏彦 1, 8

1 東京大学地震研究所・ 2 東北大学理学研究科・ 3 千葉大学理学研究院・ 4 東京海洋大学海洋資源エネルギー学科・ 5 北海道大学理学部・ 6 鹿児島大学理工学域理学系・ 7 京都大学防災研究所・ 8 公益財団法人地震予知総合研究振興会

Spatiotemporal variation of aftershock activity in northern source region of the 2011
Tohoku‑oki earthquake by long‑term ocean bottom seismometers
Prog Earth Planet Sci 12, 37 (2025). https://doi.org/10.1186/s40645-025-00713-7
Received: 9 January 2025 Accepted: 1 May 2025, Published online 28 May 2025 as Open Access

 
 2011年に太平洋プレートと陸側プレートの境界において2011年東北沖地震が発生し、本震後に多数の余震が発生しました。このような大地震発生様式を理解するためには余震活動の時空間変化を把握することが重要です。2011年3月の本震発生後、2011年9月までは数多くの海底地震計を用いた緊急海底余震観測が行われ、本震発生直後の余震活動が高精度で把握されています。緊急海底余震観測終了後に、東北沖地震の震源域直上において長期観測型海底地震計を用いた地震モニタリング観測を開始しました。2011年9月に39台の長期観測型海底地震計を震源域全域に設置し、10ヶ月間の海底地震観測を実施しました。2013年9月には30台の長期観測型海底地震計を北部震源域に設置し、約1年後に回収しました。これらの長期海底地震観測から東北沖地震震源域北部における余震活動の時空間変化を明らかにできます。また、東北沖地震発生以前にも同領域で長期海底地震観測を実施していたために東北沖地震発生前の地震活動と余震活動についても比較可能です。震源決定はそれぞれの海底地震計へのP波およびS波の到着時刻を用いて行い、初動の極性から発震機構解も求めました。その結果、東北沖地震発生時に大きな滑りがあるプレート境界領域における余震活動は本震発生直後から2014年までは低調であることがわかりました。このことから本震時に大きく滑った領域では本震発生後3年経ても地震を起こす応力が回復していないことが推定されます。
 東北沖地震発生以前は地震活動があまり見られなかった岩手県沖の領域で本震直後から活発な余震活動が観測されました。この領域は本震時に大きく滑った領域の周辺部となります。岩手県沖のこの領域では海洋プレートおよび陸側プレート内で発生する余震の多くは正断層型また横ずれ断層型の発震機構解と推定されましたが、逆断層型発震機構を持つ余震も観測されました。さらに、プレート境界付近で発生する逆断層型の発震機構を持つ地震の割合は2011年から2012年の観測に比べ2023年から2014年までの観測が増えていました。逆断層型の発震機構を持つ地震の発生割合の増加は本震時に大きく滑った領域の周辺から応力状態変化が始まると解釈されます。


この研究による震源要素(震源時、位置)及び発震機構解の情報は下記のURLから利用可能です。
https://doi.org/10.5281/zenodo.14564691

図1
左:海底地震観測による余震震源分布と本震時にすべり量(黄線)との比較。色つきの丸が余震の位置を示しています。赤線はプレート境界の深度コンターです。右:発震機構解の分布を示す三角図。それぞれの円の大きさがマグニチュードを、色は地震の深度を示しています。赤、緑、青の領域が純粋な逆断層型、横ずれ型、正断層型の発震機構解に対応しています。
図説明
左:海底地震観測による余震震源分布と本震時にすべり量(黄線)との比較。色つきの丸が余震の位置を示しています。赤線はプレート境界の深度コンターです。右:発震機構解の分布を示す三角図。それぞれの円の大きさがマグニチュードを、色は地震の深度を示しています。赤、緑、青の領域が純粋な逆断層型、横ずれ型、正断層型の発震機構解に対応しています。

Friday Seminar (6 June 2025) Hélène Le Mével (Carnegie Institute for Science)

Title: Imaging the magmatic systems under submarine volcanoes with satellite altimetry

 

Abstract:

The magmatic systems under most submarine volcanoes are poorly known and have not been imaged by geophysical techniques, due to their inaccessibility and the time and cost needed for research cruises. In this talk, I investigate the detectability of magma reservoirs in the vertical gravity gradient (VGG) anomalies calculated from satellite altimetry data. We will first look at a suite of synthetic seamount models to identify the expected gravity signature of magmatic systems. One of the largest explosive eruptions instrumentally recorded occurred at Hunga volcano (Tonga) on 15 January 2022. I will show how we can use marine gravity data derived from satellite altimetry combined with multibeam bathymetry to model the architecture and dynamics of the magmatic system before and after the January 2022 Hunga eruption. Finally, we will see how global satellite altimetry data with increasing resolution offer a promising reconnaissance tool to probe the subsurface for magma at other submarine volcanoes, including those in the Izu-Bonin-Mariana arc.

【共同プレスリリース】伊豆半島東部のマグマ活動の推定に成功 ~手付かずだった地下深くで起きる地震の解明が鍵を握る?〜

火山噴火予知研究センター 行竹 洋平 准教授が参加している論文:”Changes in seismicity in a volcanically active region of the Izu Peninsula, Japan”, https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2025.108355 が、静岡県立大学よりプレスリリースされました。


詳細:https://www.u-shizuoka-ken.ac.jp/news/20250526/(静岡県立大学HP)

【共同プレスリリース】地球内部の水・マグマをとらえ、地震や火山の仕組みに迫る

発表のポイント
◆地震や火山活動に重要な役割を果たす「地球内部の水・マグマ」の3Dマッピングに成功し、どこにどれだけ存在するのかを、地震、火山、温泉との位置関係とともにイメージングした。
◆東北地方中央部の地下40㎞までの領域では、火山・非火山地域を問わずマグマが深部に広く分布すること、またそのマグマから流体が放出され、高い流体圧により地震を誘起していることなど、マグマ―流体―地震の関連性がはじめて具体的に明らかとなった。
◆マグマや流体の分布・圧力のマッピングを広域的に展開することで、火山噴火や地震発生のポテンシャル・中長期評価、ひいては減災への貢献が期待される。

三反畑 修 助教 日本火山学会研究奨励賞 受賞

三反畑 修 助教が、日本火山学会研究奨励賞を受賞。

受賞者氏名 :三反畑 修
受賞名 :日本火山学会研究奨励賞
授与機関 :日本火山学会
受賞日 :5月14日 *告知日 (授賞式は5月27日)
研究題目 :「津波記録に基づく海底カルデラにおける変動現象解明」
参考リンク :https://kazan-g.sakura.ne.jp/J/doc/awards/VSJ_Young_Scientist_Award/34.html

楠井 俊朗(地震研/大学院情報理工学系研究科 数理情報学専攻 博士課程1年)応用統計学会優秀発表賞 受賞

楠井 俊朗(地震研/大学院情報理工学系研究科 数理情報学専攻 博士課程1年)が、応用統計学会の優秀発表賞を受賞。


受賞者:楠井 俊朗(地震研/大学院情報理工学系研究科 数理情報学専攻 博士課程1年)
受賞名 :優秀発表賞
授与機関:応用統計学会
受賞日 :2025年5月17日
研究題目:深層学習によるスロー地震の確率微分方程式表現の獲得と現象理解の深化

第1047回地震研究所談話会開催のお知らせ

下記のとおり地震研究所談話会を開催いたします。

対面での開催を再開しておりますので、地震研究所へお越しいただければ幸いです。

なお、お知らせするZoom URLの二次配布はご遠慮ください。また、著作権の問題が

ありますので、配信される映像・音声の録画、録音を固く禁じます。

                記

         日  時: 令和7年5月23日(金) 午後1時30分~

         場  所: 地震研究所1号館2階 セミナー室

               Zoom Webinarにて同時配信 

1. 13:30-13:45

演題:地震・地殻変動観測に基づく 北アナトリア断層の活動評価【2024年度所長裁量経費成果報告】

著者:○青木陽介・加藤愛太郎・張 基・悪原 岳・竹尾明子・武村俊介・中川茂樹・西田 究、高橋成美(防災科研)、山本揚二朗(JAMSTEC)

2. 13:45-14:00

演題:理工連携による火山ダイナミクスモデル実験【2024年度所長裁量経費成果報告】

著者:○市原美恵、亀田正治(東京農工大学)、Nataliya Galina・村松 弾・柘植鮎太・桑野 修

3. 14:00-14:15

演題:南太平洋島嶼国における火山災害軽減ネットワーク構築【2024年度所長裁量経費成果報告】

著者:○市原美恵・金子隆之・行竹洋平・篠原雅尚・森田雅明・大湊隆雄・三宅弘恵・村松 弾・前野 深・柘植鮎太・三反畑修・望月公廣

○発表者

※時間は質問時間を含みます。

※既に継続参加をお申し出いただいている方は、当日zoom URLを自動送信いたします。

※談話会のお知らせが不要な方は下記までご連絡ください。

〒113-0032 東京都文京区弥生1-1-1 

東京大学地震研究所 共同利用担当

E-mail:k-kyodoriyo(at)eri.u-tokyo.ac.jp

※次回の談話会は令和7年6月20日(金) 午後1時30分~です。

第29回サイエンスカフェ(ハイブリッド)開催報告

サイエンスカフェを地震火山観測研究推進協議会と広報アウトリーチ室の共同で、2025年5月14日にハイブリッドで開催いたしました。

29回目となる今回は、「津波の多様な発生メカニズムと津波情報」というテーマで開催し、三反畑修 助教(東京大学地震研究所)、対馬弘晃 主任研究官(気象研究所)を迎え加藤尚之教授の司会のもと、海底火山の活動などに起因する津波のメカニズムや、津波情報高度化のための近年の観測や研究の進展と今後の課題について紹介がされました。


<地震・火山噴火予測研究のサイエンスカフェ >
地震や火山噴火に関する研究の成果は、予測の基礎となることが期待されています。これまでの研究から、地震や火山噴火のメカニズムへの理解は深まってきました。また、今後発生する可能性のある地震や火山噴火を指摘することもある程度はできます。しかし、規模や発生時期についての精度の高い予測はまだ研究の途上です。このサイエンスカフェでは、地震・火山噴火の予測研究の現状について研究者と意見交換を行い、研究者・参加者双方の理解を深めることを目的とします。

Friday Seminar (16 May 2025 **3pm**) Yen Joe Tan (Chinese University of Hong Kong)

Title: Submarine volcanic processes

 

Abstract:
While submarine volcanoes account for over 70% of volcanism on Earth, their inaccessibility means that our understanding of their active processes remains limited. In this talk, I will first discuss the discovery of a type of seismo-acoustic event which allows the remote tracking of lava flow during submarine eruptions, as well as the most likely source mechanism of these impulsive seafloor events. Subsequently, I will present results from over a decade of continuous, real-time monitoring of Axial Seamount on the Juan de Fuca ridge in the Northeast Pacific Ocean such as the precursory processes leading up to its 2015 eruption, the magmatic and fault systems’ response to tidal loading, and the volcano’s evolution as it builds towards the next imminent eruption.

Friday Seminar (23 May 2025) Zachary Ross (California Institute of Technology)

Title: Operator Learning in Seismology: AI for infinite dimensions

 

Abstract:

Seismology and geophysics are fields in which phenomena are typically described by partial differential equations, i.e. operators that map between infinite dimensional function spaces. However, deep neural networks are designed to work only on finite dimensional vector spaces. An immediate consequence is that deep neural networks are trained for a particular spatial/temporal discretization, and are unable to generalize to arbitrary mesh configurations. For example, suddenly increasing the spatial resolution by 1000x can break deep neural networks, even if the physics is the same at both scales. A recent machine learning paradigm called Operator Learning has developed a variety of Neural Operator models that naturally learn on function spaces, and provably generalize to irregular sensor geometries and arbitrary mesh resolution. This makes Neural Operators an excellent choice for many data-driven and simulation-based problems. In this talk, I will cover the fundamentals of Operator Learning and its importance to problems in seismology and geophysics. I will show applications to earthquake detection and picking; applications to seismic full waveform imaging; generative modeling of seismic ground motions, and more. I will highlight the advantages of using Neural Operators instead of Neural Networks for each of these problems. I will discuss why I believe Operator Learning will be a valuable part of Seismology in the future.