月刊地震予報110)与那国島沖連発地震M6.1・M6.3,前震における負のCMT-IS規模差,2018年11月の月刊地震予報

1.2018年10月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2018年10月の地震個数と総地震断層面積のPlate運動面積に対する比(速報36)は,日本全域で25個0.244月分,千島海溝域で1個0.039月分,日本海溝域で16個0.216月分,伊豆・小笠原海溝域で2個0.079月分,南海・琉球海溝域で6個0.515月分であった(2018年10月日本全図月別).2割以下に低迷していた月間総地震断層面積比が,2018年8月に5割近くに増大し,9月には7割近くに達したが,10月には3割以下に低下した.
2018年10月の最大地震は2018年10月24日与那国島沖M6.3で,それに先行した2018年10月23日M6.1との連発地震となった.胆振地震活動は10月にも継続し,CMT解6個・IS解11個あり,範囲を東方の襟裳半島に広げた(東日本月別東日本IS月別).

2.与那国島沖連発地震M6.1・M6.3

 琉球海溝域では海溝外距離最遠記録の2018年7月25日M5.8,琉球海溝軸連発地震2018年9月15日M6.2(月刊地震予報109)が起こっていたが,2018年10月には,23日13時34分M6.1+p深度26(Slab上面深度+13)km・24日1時04分M6.3+np28(+14)kmの連発地震が与那国島沖で起こった.
東から西に伸びる琉球海溝軸が与那国島沖から北に屈曲して北上し,すぐ南下して台湾東海岸の花蓮に上陸し,海岸山脈の西側を通過する縦谷断層に接続する.この与那国屈曲の東西に与那国島と花蓮が位置し,沈込む琉球海溝と衝突する台湾の要になっている.花蓮では2018年2月7日M6.7+npo10kmが起こっている(月刊地震予報102;図294).

図294.Plateが沈込む琉球海溝と衝突している台湾の要となっている与那国屈曲とその東西の与那国島沖の2018年10月の連発地震と2018年2月の花蓮地震.

本連発地震の初動IS規模・深度はM6.1+p26kmとM6.3+np28kmであるがCMT規模・深度はM5.8+p28kmとM5.7+np29kmで,規模は小さくなり順番が入替り,深度は深くなっている.23日と24日で発震機構型が引張過剰逆断層型+pと引張過剰圧縮横擦断層型+npと異なるのは,どの主応力軸が最大傾斜を持つかによって発震機構型が決定されるためである.10月23日M6.1+pの主応力軸方位は[P178+16T286+46N74+40],10月24日M6.3+npは[P174+17T277+38N65+47]であり,23日はT軸傾斜の46°が最大なので逆断層型になるが,24日はN軸傾斜の47°が最大なので横擦断層型になる.
2018年2月7日花蓮地震M6.7の主応力軸方位[P169+34T57+28N298+43]を基準としたEuler回転軸方位傾斜[回転角]は,10月23日の地震が183+28[78.6]で24日が184+29[88.8]とほぼ同じ回転軸の回りに78.6°と88.8°回転しており,その差は10.2°のみで,ほぼ同じ主応力方位である.
この回転軸方位は小円方位基準であるが,震源域の小円方位はほぼ北であるのでP軸方位178・174°とほぼ一致し,与那国屈曲方位と平行している.南へのP軸傾斜が北傾斜のPlate沈込境界面と逆の南傾斜であることは,境界面に沿う剪断応力場で地震が起こったことを意味する.
回転軸がP軸方位に近く,回転角が90°に近いので,P軸に直交する花蓮地震のT軸とN軸が連発地震では入替る.T軸とN軸を入替えた花蓮地震のTexNに合致させる回転角は22.3°と20.2°で25°以内に収まる.
連発地震の震源域は,10月24日のM6.3からの震央距離50km以内に33個のCMT解密集域である(図295).花蓮地震基準の力場極性偏角区分はOrgn0/2TexN26PTexN1TPexN4で,今回のTexNが26個と主体を占めるが,逆応力場極性の地震も5個ある.

図295.与那国島沖の震源密集域.全CMT解の花蓮地震M6.7基準の応力場極性偏角区分.右中の時系列図右縁の数字は年数.
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震央距離50km以内の33個のCMT解は1999年9月21日集集地震M7.7+p0kmの1ケ月後の1999年10月21日M5.0+np39kmOrgnから始まり,最大の2001年12月18日M7.3Tr8kmTexNから,次大の2015年4月20日M6.8P22kmTexNまで続いた後途絶え,2017年10月30日M5.3+p25kmTexNから再開し,2018年2月7日花蓮地震を挟み2018年5月2日M5.5np18kmTexNの後,今回の2018年10月23日の連発地震になった(図296).

図296.2018年10月24日M6.3から震央距離50km以内のCMT解の可憐地震M6.7基準の応力場極性偏角区分.右中の時系列図右縁の数字は年数.
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逆極性地震は,最初で最大の2010年2月26日M5.7pr50kmTPexNから2013年7月15日M5.4pr58kmTPexNまで起こっている.この逆応力場地震の深度20-58kmは正応力場の地震の0-42kmよりも深い.
花蓮地震では逆極性応力場の余震が発生せず,地震を起こした歪が開放されるに到っていないが(月刊地震予報102),その歪が与那国の屈曲を越えて今回の与那国島連発地震を起したと言える.
今回の連発地震によっても応力場が変化していないので,より大きな地震の前震である可能性があり,今後の活動に警戒が必要である.特に心配されるのは,CMT規模のIS規模からの差が-0.3・-0.6と大きいことである.

3.前震における負のCMT-IS規模差

 本月刊地震予報ではCMT解に記載されている2つの規模を初動IS規模とCMT規模と呼んでいたが,IS規模は気象庁規模MjでCMT規模はMw(Moment規模)である.
 CMT解のMwのMjからの差の系統的解析によると,東日本大震災の本震源から半径60km以内に2011年2月16日から開始した前震のMwが-0.4より小さい負の異常が認められる(図297の空色).

図297.2011年3月11日の東日本大震災本震M9.0の前震に認められるMwのMjからの差の負異常.本震源と震央距離100kmの円.右中の時系列図右縁の数字は2011年の月数.
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 同様の負の異常は2016年4月14日から15日にかけて起こった熊本地震の前震において認められ,4月16日の本震以後は-0.1以上が主体となっている(図298).本月刊地震予報では応力場極性偏角区分の逆極性地震の発生をもって本震到来を判定してきたが,今後は負のMw-Mj差も前震の特徴として,本震襲来前の判定に使用する.

図298.熊本地震の前震に認められるMwのMjからの差の負異常.右中の時系列図右縁の数字は2016年4月の日数.
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今回の与那国島沖連発地震とともに2018年9月の琉球海溝軸地震の地震でも,逆転応力場の地震が起こっていないことと負の規模異常から前震である可能性が大きく,これらの震源域を包含する広域震源域の巨大本震への警戒が必要である.

4.2018年11月の月刊地震予報

2018年9月6日胆振地震M6.7から開始した地震活動は継続し,南東に拡大している.島弧の海陸境界に重要な役割を持つMoho面付近の地震の継続と拡大は千島海溝域の巨大地震や日本列島の今後の反応に予断を許さない.国後島付近でも地震があり(日本全図月別),警戒が必要である.
琉球海溝軸部で連発地震が起こったが応力場極性は逆転しておらず,応力場は維持されており,より大きな地震の前震である可能性もある.琉球海溝全域も含む本震も考えられるので警戒が必要である.