月刊地震予報

月刊地震予報108)小笠原海台区の最大地震M6.6,千島列島東端温祢のM6.4Tと下北半島沖連発地震,駿河湾連発地震,琉球海溝外連発地震,2018年9月の月刊地震予報

1.2018年8月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2018年8月の地震個数と総地震断層面積のプレート運動面積に対する比(速報36)は,日本全域で16個0.488月分,千島海溝域で2個0.472月分,日本海溝域で9個0.220月分,伊豆・小笠原海溝域で3個1.838月分,南海・琉球海溝域で2個0.008月分であった(2018年8月日本全図月別).2018年5月の0.103月分から0.1月分台を保持してきた月間総地震断層面積比が2018年8月に入り0.488月分に急増した.これまでの静穏を脱し,活動期に移行したことを示している.
2018年8月の最大地震は2018年8月17日小笠原海台小円区のM6.6Pで,この他にM6.0以上の地震は2018年8月11日千島小円区東端の温祢M6.4Tがあった.
連発地震は,襟裳小円区の下北沖と駿河小円区であった.また,琉球海溝域では海溝外地震活動が続いている.

2.小笠原海台区の最大地震M6.6

2018年8月17日3時23分に小笠原海台小円区の同心円状屈曲する太平洋スラブ下部で2018年8月の最大地震M6.6P深度93kmが起こった(図287).翌日の8月18日7時06分にも震央距離28kmでM5.8p深度114kmが起こり,連発地震となった.最大地震のCMT解主応力軸方位[P80+37T255+52N348+3]を基準に連発地震の応力場極性偏角を算出すると14.9°と小さく,最大地震によって応力場が変化しておらず,歪は解消されていない.これから起こる大地震の前震とも考えられる.

図287.小笠原海台の2018年8月最大地震M6.6と震央距離100km以内のCMT解発震機構型・主応力軸方位.
 左図:震央地図・海溝距離断面図.
 右上図:縦断面図.
 右中図:時系列図(右縁の数字:年数,左端図:地震断層面積規模).
 右下図:主応力軸方位図.

本最大地震から震央距離100km以内に2009年以降のCMT解が8個ある(図287).本最大地震に次ぐ規模のCMT解は2017年9月12日2時35分M5.9-tr深度0kmである.
太平洋Slabでは,2018年7月2日の千島海溝から伊豆海溝に到るマントル遷移帯で地震が起こり,伊豆海溝域でも7月2日M3.9np372(+80)kmのIS解があった(月刊地震予報107).2018年7月28日9時50分鳥島沖のM4.7P深度46kmに続き,2018年8月3日22時07分に伊豆海溝の太平洋SlabでM5.0-np深度536kmが起こり(図287),太平洋SlabのMantle遷移帯における活動が継続している.
伊豆・小笠原海溝域で最大の出来事は,小笠原小円区の西之島北方で2015年5月30日M8.1t深度682km・6月3日M5.6-t深度695kmがほぼ垂直に垂れ下がり下部Mantleまで達した太平洋Slab内で起こったことである(速報68速報69).西之島より南方の小笠原・Mariana海溝から沈込む太平洋Slabは同心円状屈曲したまま深度660kmの下部Mantle上面にまで達しており(図287),北方に伊豆海溝から垂直に沈込むSlabの間に切れ目が存在する.本最大地震同心円状屈曲して海溝から沈込始めた太平洋Slabと島弧地殻で起こっている.

3.千島小円区東端温祢のM6.4Tと得撫島沖・下北半島沖連発地震

2018年8月11日3時12分千島列島最東端の温祢(オンネ)震源域mCsmOneでM6.4T30kmが起こった(図288の+および×印).引張主応力T軸方位124°は太平洋Plate相対運動の逆方位とほぼ一致している(図288右下図の黒色三角印).
本震源域ではCMT解が2006年11月以降17個報告されているが,本地震が最大地震であり,本地震以外は全て逆断層型でその圧縮主応力P軸方位は138±19°と太平洋Plate相対運動の逆方位と一致している(図288右下図丸印).

図288.2018年8月11日M6.4と温祢震源区CMT解のM6.4主応力軸方位基準応力場極性偏角区分.
 左図:海溝断面図・震央地図.
右上図:縦断面図.
右中図:時系列図(右縁の数字:年数,右端:応力場極性・地震断層面積Benioff図)
右下図:主応力軸方位図.
One:温祢(オンネ)震源区,Sms:新知(シムシル)震源区,Urp:得撫(ウルップ)震源区,oSmk:下北沖震源区.

本地震のCMT解主応力軸方位[P328+66T124+23N218+9]を基準にしたこれまでのCMT解の応力場極性偏角区分(月刊地震予報87)はOrg1/3PTexN10TPexN3と逆極性が76%を占めている.地震活動が活発化したのは東日本大震災前の2009年2月4日M5.1P30kmからで,2014年1月11日M5.5p30kmの正極性への変換から静穏化していた(図288右中図左のBenioff図).
千島小円区の温祢震源域西隣の新知(シムシル)震源域Smsでは2007年1月13日に千島海溝域最大のM8.2Te30kmが太平洋Slab内で起こっており,2006年11月15日M7.9P30kmと2009年1月16日にM7.4Peも起こり,温祢震源域の地震活動の活発化と関連している(図288Sms).
太平洋SlabのMantle漸移帯の広域地震(月刊地震予報107)は千島小円区の2018年7月2日5時45分M5.6-np488kmから開始され,7月7日14時42分にもM4.7+pr524kmが起こっている(図288Sms).また,千島列島得(ウルップ)撫震源区Urpでは2018年7月29日17時12分M4.9P38(+10)kmと7月29日22時00分M5.1P31(-8)kmの連発地震(月刊地震予報107),千島海溝西端に当たる下北沖震源区oSmkで,2018年8月24日23時15分M5.1p深度32km・8月23日0時06分M4.9p深度35kmの連発地震が起こった(図288Urp・oSmk).
下北半島沖の連発地震は太平洋Slabと島弧Mohoの接触部で起こっているが,2018年7月2日20時53分にもM5.0p深度39kmが起こっている.また,島弧Moho以深のSlabでも2018年7月2日2時27分M4.9p深度64km・7月10日13時55分M4.9p深度68km・8月5日17時44分M4.2P62kmが起こっている.(図289).

図289.2018年7月・8月の下北沖震源区連発地震の発震機構型.
oSmk:下北沖震源区
左上図:震央地図.
左下図:海溝距離断面図:
右上図:縦断面図:
右中図:時系列図(右縁数字:月数,左端:地震断層面積規模・Benioff図)

千島海溝域では静穏期の後のM8級地震が予想される状況(月刊地震予報105)の下,2018年9月7日に胆振東部地震M6.7が起こった.この詳細については次号の月間地震予報109で報告する.

4.駿河湾連発地震

2018年8月10日駿河湾で21時18分M4.4Pr22kmのCMT解・IS解の後,22時03分M2.6nt22km・22時28分M2.5pr21kmのIS解が報告された.CMT解M4.4の主応力軸方位[P14+4T280+50N108+40]基準のIS解の応力場極性偏角はM4.4prが37.9,M2.6ntが23.9,M2.5prが33.4°と殆ど変化していない.M4.4による歪解消によっても応力場が変化していないことは,この地震活動が前震である可能性を示唆する(図290).

図290.2018年8月の駿河湾連発地震のT軸方位
 左図:CMT解の海溝距離断面図・震央地図.
 中図:IS解の海溝距離断面図・震央地図.
 右上図:IS解の縦断面図.
 右中図:時系列図(右縁の数字:年数,右端:地震断層面積規模・Benioff図)
 右下図:主応力軸方位図(紫色右下がり線Sub:Plate運動方位)

 駿河小円区の東南海Philippine海Slab震源区tnkPhでは2009年から5個のCMT解(図290右上下図)と1997年から269個のIS解(図290中・右図)が報告されているが,最大は2009年8月11日M6.3+nte18km(CMT解)・M6.5pre23km(IS解)で,その引張主応力T軸方位は291(CMT解)・285(IS解)とほぼPlate相対運動方位に沿い,今回と共通している.IS解全てのT軸方位はPlate相対運動方位(図290右下のT軸方位図左縁のSubからの右下がり紫色線)とその逆方位(図290右下のT軸方位図の上下端)に集中している.

5.琉球海溝外連発地震

琉球海溝域で起こった海溝外地震2018年7月25日13時20分M5.3+nto10(+4)kmの海溝距離は152kmと2010年5月26日M6.4To10(+4)kmの最遠記録88kmを大幅に更新したが(月刊地震予報107),2018年8月14日18時22分に同所でM4.9nto39kmが起こり,連発地震となった(図291).

図291.琉球海溝外連発地震のT軸方位.
 左図:震央地図.
 中図:海溝距離断面図.
 右上図:縦断面図.
 右中図:時系列図(右縁の数字:年数,左端:地震断層面積規模・Benioff図)

これらの地震は正断層型・引張横擦断層型であり,琉球海溝外のPhilippine海Plateに異常な引張応力が働いていることを示している.2009年から2010年の間に大きな変化があるが,駿河湾域の変化(図290)と対応している.

6.2018年9月の月刊地震予報

2割以下の月間地震断層面積のPlate運動面積に対する比を持つ静穏化も2018年7月で終了し,2,018年8月には5割近くに急増し,静けさも終了して嵐の到来である.
太平洋SlabのMantle遷移帯深度における地震が,2018年7月にオホーツク海,伊豆海溝域と同期して起こったが,8月には千島海溝域と小笠原海溝域でM6以上の地震が起こった.これらの地震は,東日本大震災前の状況と類似していることから警戒が必要である.
この異常は太平洋Slab沈込域のみならずPhilippine海Slab沈込域の駿河湾や琉球海溝域にも大地震前の異常が進行していることを示しており,警戒が必要である.

月刊地震予報107)2018年7月7日房総半島東方沖の地震M6.0,2018年8月の月刊地震予報

1.2018年7月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2018年7月の地震個数と総地震断層面積のプレート運動面積に対する比(速報36)は,日本全域で26個0.165月分,千島海溝域で7個0.098月分,日本海溝域で13個0.670月分,伊豆・小笠原海溝域で1個0.009月分,南海・琉球海溝域で5個0.088月分であった(2018年7月日本全図月別).2018年1月から7月までは148個0.245で,CMT解年間比最低記録の1997年0.100に次ぐ0.143年の記録を持つ2017年(2018年日本全図年別)と合わせると0.181になり,1994年以後のCMT解で異例の2年連続最低記録に近付いている.
2018年7月の最大地震は2018年7月7日房総半島東方沖M6.0で,この他にM6.0以上の地震はなかった.
太平洋スラブのマントル遷移帯深度における地震が,オホーツク海のCMT解7月2日M5.6-np423(+22)km・7月7日M4.7+pr524(+95)km,伊豆海溝域のIS解7月2日M3.9np372(+80)kmとして同期して起こった.このマントル遷移帯地震についてはHiNet震源に基づき東京の郷間由美子様から連絡をいただいた.発震機構は圧縮横擦断層np型と側方逆断層pr型で,スラブ圧縮による地震であり,深度660kmの下部マントル上面の停滞スラブへ海溝からの沈込スラブ圧縮力が加わり起きたのであろう.
千島海溝域の得撫島沖で7月29日17時12分M4.9P38(+10)kmと7月29日22時00分M5.1P31(-8)kmの連発地震があった.
琉球海溝域で起こった海溝外地震7月25日13時20分M5.3+nto10(+4)kmの海溝距離は152kmと2010年5月26日M6.4To10(+4)kmの最遠記録88kmを大幅に更新した.琉球海溝への沈込様相の変化として注意が必要である.

2.2018年7月7日房総半島東方沖の地震M6.0

房総半島東岸の茂原沖で2018年7月7日20時23分M6.0が起こった.本地震のIS解は,規模M6.0・深度66(太平洋スラブ深度+31)km・逆断層p型(東北日本月別),CMT解は規模M5.9・深度54(+19)km・圧縮過剰圧縮横擦断層-np型(東日本月別)である(図279).

図279.2018年7月7日の房総半島東方沖の地震M6.0.
 2018年6月・7月の鹿島小円区の初動発震機構IS解.
左上図:IS解震央地図,左下図:IS解海溝距離断面図,右上図:縦断面図,右中図:時系列図(左端は移動区間総地震断層面積規模;右端の数字は2018年の月数),右下図:主応力軸方位図.

関東地方のテクトニクスは,太平洋プレート・フィリピン海プレート・北米プレートが収束境界で接する地球上唯一の房総三重会合点によって支配されている.太平洋プレートと北米プレートは日本海溝,太平洋プレートとフィリピン海プレートは伊豆海溝,フィリピン海プレートと北米プレートは相模トラフで接する.現在,相模トラフに沿って沈込むフィリピン海プレートは,丹沢および伊豆の北縁に沿って沈込でいたが,丹沢と伊豆の衝突によって沈込境界が北側から南側に順次跳越えてきた.沈込境界の跳越に伴い,それまで衝突地塊から北側に沈込んでいたスラブは切断され,南側の衝突地塊間の海底が新たなスラブとして沈込む,切断と新規沈込の歴史を繰返してきた(特報7).
関東平野の下には太平洋スラブの上に,相模トラフから沈込んでいる相模スラブの前方に丹沢および伊豆の衝突地塊から沈込んだ丹沢スラブ・上総スラブが島弧地殻下に楔のように挟み込まれている.更に,丹沢・伊豆の衝突によって関東平野の島弧地殻は,利根川沿に九十九里スラブとして沈込んでいる.これらのスラブの存在は,関東平野に特殊な地震活動を起こしている.これらのスラブに対応させ,関東平野の地震活動を丹沢震源区・上総震源区・相模震源区・九十九里震源区に区分する(図281).
関東平野の地震活動には,震源の密集する震源密集域と地震のない震源空白域がある.最大の震源空白域は「成田」で,その西方に「所沢」,中央構造線の北側には「茂木」・「鹿島灘」の空白域がある(図280).茂木と鹿島灘の空白域は東北日本弧と関東地方の境界に当たり,成田空白域は,丹沢震源区と上総震源区の境界に当たる.空白域の間を埋める震源密集域は西北西-東南東方向の中央構造線沿および南北方向に並んでいる(図281).

図280.初動IS解震央分布に基づく関東平野の震源空白域(特報7,図233).

図281.初動IS解震央分布に基づく関東平野の震源密集域とスラブとの対応(特報7,図234)
 左図:震央分布地図(相模トラフ域),右上図:石堂小円区の海溝距離断面図,右中図:石堂小円区の縦断面図,左下図:鹿島小円区の海溝断面図.
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本地震は,上総震源区の茂原震源密集域Kzmbrで起こった.茂原密集域の北には成田空白域,北東に飯岡震源密集域Kziokが位置する.
本地震では,茂原震源密集域において先行地震が2018年6月12日5時9分M4.9pr17(-19)kmから6月27日4時16分M4.1p25(-21)kmまで5個起こり(月刊地震予報106),本地震の2時間後にも7月7日22時17分M3.6p58(+21)kmが起こっている(図282右上中図).

図282.2018年6月・7月の上総震源区茂原震源密集域の初動発震機構IS解の応力場極性偏角区分.
 上図:太平洋スラブに対応する鹿島小円区の震央地図(左),海溝距離断面図(中),縦断面図(右上),時系列図(右中:左端の数字は2018年の月数),主応力軸方位図(右下:中央の横線がスラブ傾斜方位[TrDip],紫色斜線が太平洋プレート運動方位[Sub]).
 下図:相模スラブに対応する石堂小円区の震央地図(左),海溝距離断面図(中),主応力軸方位図(右:中央の横線がスラブ傾斜方位[TrDip],紫色斜線がフィリピン海プレート運動方位[Sub]).
 応力場極性偏角区分基準:上総震源区飯岡震源密集域最大CMT解2011年4月21日M6.2p(P102+17T257+71N10+7).

関東平野では,多くの震源が太平洋スラブ上面に沿って分布するが(図281右下図・右中図),その震源が典型的に密集しているのは上総震源区の飯岡震源密集域Kziokである.そこで,Kziokの最大地震2011年4月21日M6.2pのCMT解主応力軸方位(P102+17T257+71N10+7)を応力場極性偏角算出の基準として使用ことにする.
 茂原震源密集域の本地震と後発地震IS解の震源は太平洋スラブ上面から31kmと21km下の太平洋スラブ内に位置し,基準の主応力軸を入替しない応力場極性偏角が最小で基準Orgn(黒色・紫色)に区分される.先発地震IS解の震源は島弧マントル上部Moho面付近に位置し,圧縮P軸と中間N軸を入替えた応力場極性偏角が最小のPexN(空色)に区分される(図282上中図).
本地震(黒色)と後発地震(紫色)の圧縮P軸方位は主応力軸方位図中央(図282右上図下)の太平洋プレート運動方位線(Sub:右上がり紫色斜線)から180°異なる上下端に位置している.しかし,先発地震(空色)のP軸方位(図282右上図下の空色丸印)は南方位(S)の右上がり斜線の少し上に配列している.
 相模スラブ上面についての海溝距離断面図(図282下中図)では先発地震(空色)が相模スラブ沈込上面に沿って分布している.このスラブ上面は相模トラフに沿う相模スラブの同心円状屈曲を仮定して算出したものであるが,上総スラブの茂原震源密集域の震源にも対応していることは,この算出上面が相模スラブの前に沈込んだ上総スラブの上限にも対応していることを示している.P軸方位はフィリピン海プレート運動方位線(Sub:右上がり紫色斜線)から180°下側に配列している.主応力軸方位図の中央線(TrDip)はスラブ傾斜方位としているので,中央付近を通過する紫色線のプレート運動方位は,ほぼスラブ傾斜方位に沿っているとともに,中央線との交点の存在は鹿島小円区と石堂小円区内に完全に一致する方位の存在を示している.
本地震と後発地震は太平洋スラブについて,先発地震は相模スラブについて,P軸方位がプレート運動方位と180°異なっている.180°の差は,P軸方位がプレート運動方位に並行するが,P軸傾斜がプレート運動方位の逆になっていることを意味している.スラブ傾斜方位がプレート運動方位にほぼ沿っていることから,P軸傾斜がプレート相対運動の境界面であるスラブ上面傾斜と逆方位になっていることを示している.スラブ上面に沿うプレート運動に強い摩擦力が働くとスラブ上面に直交する抗力が合成されて,P軸傾斜がスラブ上面傾斜と逆方向の剪断応力場が形成される(図283).先行地震は相模スラブ上面に沿うフィリピン海プレート運動による剪断応力場,本地震と後発地震は太平洋プレート運動による剪断応力場で起こったことを意味している.

図283.沈込スラブ上面に沿うプレート運動と摩擦によって形成される剪断応力.
 圧縮主応力P軸はスラブ傾斜と逆方向に傾斜する.

上総震源区茂原震源密集域Kzmbrには3個の歴史被害地震がある(宇佐美,2003;図283).
1987年12月17日11時8分M6.7深度58(+17)km
1950年9月10日12時21分M6.3深度58(+20)km
1915年11月16日10時38分M6.0
1987年の地震では,死者2名,負傷者123名,住家全壊10,半壊93,一部破損63692棟,崖崩385か所,道路1565か所,ブロック塀1901か所が崩れ,九十九里浜と東京湾北東沿岸で液状化が起き,ガスおよび水道の供給が停止した.1950年の地震では,地割れ,電線切断が起こった.1915年の地震では崖崩れがあり,群発地震が地震前の1915年11月12日35回,14日5回,15日2回,同日の16日に21回,翌日の17日に2回起こっている.
1915年の群発地震の先行と後発は今回の本地震と類似しており,1950年と1987年の震源深度が太平洋スラブ上面より20km ・17km下で,本地震の31km下と同様に太平洋スラブ内で起こっていることから,同様の機構で地震が30-40年周期で起こっていることを示している.
関東平野下の丹沢震源区・上総震源区・相模震源区・九十九里震源区のCMT解について飯岡震源密集域の最大地震を基準とした応力場極性偏角区分(月刊地震予報87)を行うと,丹沢震源区と上総震源区の太平洋スラブ上面に沿う震源は基準区分(黒色・紫色)で,P軸方位(○印)が太平洋プレート運動方位(図284上右図の紫色斜線Sub)と180°異なる下端に集中している.しかし,島弧地殻下の島弧マントル内の震源はPexN(空色)に区分され(図284上中図),太平洋プレート運動に対しては中間方位を持つ.九十九里震源区の地震は東日本大震災後にのみ島弧地殻内で起こっておりP軸とT軸が入替った逆応力場極性のPexT(赤色)に区分され,引張T軸方位(赤色△印)が太平洋プレート運動方位に沿い,東日本大震災本震の余震・余効活動であることを示している.

図284.上総震源区茂原震源密集域の1900年以降の歴史地震とCMT解.
 震央地図(左),海溝距離断面図(中),縦断面図(右上),時系列図(右下:右端の数字は年数,左端のareaMとBenioffは基準期間[287.1日]の総地震断層面積の3区間移動和の地震規模M曲線と積算曲線)震源が島弧地殻下の島弧マントル内と太平洋スラブ内に位置している.1915年の震源深度を0kmとしてあるのは,深度の記録がないことを示す.

丹沢震源区と上総震源区の島弧マントル内震源と相模震源区の震源のフィリピン海プレートプレート運動方位に対するP軸方位は180°異なっており(図285右下図の下端より少し上の空色○印),フィリピン海プレートプレート運動による剪断応力場で起こっていることを示している.
今回,茂原震源集中域で起こった本地震の先行地震と本地震の関係が丹沢震源区の地震活動にも共通していれば,太平洋スラブと島弧地殻との間に挟まる楔状の丹沢スラブと上総スラブはフィリピン海プレート運動に従う相模スラブに押され歪を蓄積し,太平洋スラブの沈込を阻止している.歪が限界に達して破壊すると太平洋スラブ上面の抵抗が減少し,太平洋スラブ上面から太平洋スラブ内の破壊が起こり太平洋プレート運動を消化する筋書きを作ることができる.太平洋スラブ上面に残された丹沢震源区と上総震源区の楔の傷痕は能登半島付近まで追跡できる(特報7).
太平洋スラブが50mも沈込だ東日本大震災本震(図285右上図の年数2000上の横線)から関東平野の総地震断層面積も急増し,逆極性(赤色)の九十九里スラブの地震活動も開始されたが,その増大は2010年末からよって開始されている.東日本大震災発生時に基準のOrgn区分(黒色)と赤色の逆極性PexT区分が並ぶ前にPexN(空色)が並んでいる.この前後関係は,太平洋スラブ上の楔が破壊したことが太平洋スラブの大規模沈込との関係が注目される.

図285.関東平野のCMT解の応力場極性偏角区分.
 上図:太平洋スラブに対応する鹿島小円区の震央地図(左),海溝距離断面図(中),縦断面図(右上),時系列図(右中:左端の数字は2018年の月数,左端のareaMとBenioffは基準期間総地震断層面積の3区間移動和の地震規模M曲線と積算曲線),主応力軸方位図(右下:中央の横線がスラブ傾斜方位[TrDip],紫色斜線が太平洋プレート運動方位[Sub]).
 下図:相模スラブに対応する石堂小円区の震央地図(左),海溝距離断面図(中),主応力軸方位図(右:中央の横線がスラブ傾斜方位[TrDip],紫色斜線がフィリピン海プレート運動方位[Sub]).
 応力場極性偏角区分基準:上総震源区飯岡震源密集域最大CMT解2011年4月21日M6.2p(P102+17T257+71N10+7).
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関東地方の歴史被害地震(宇佐美,2003)は江戸に幕府が置かれた1600年台から詳細に記録されている.関東平野のIS解に基づき定義された成田震源空白域(図280,図286左上図のn))は歴史地震においても空白域であり,丹沢スラブと上総スラブの切目であることを支持する(図286中上図のn).東京中心部を含む丹沢震源区の所沢震源空白域(図286上左図のt)では,1855年11月11日安政江戸地震M7.1を最大地震とする江戸地震が多数記録されており,江戸時代に解消されていた歪が異常に集積している静穏化であることが心配される.
Benioff曲線では1940から現在まで静穏化が進行しているが,同様の静穏化は1640年から1840年まで200年継続している(図286左下図).1600年代の慶長と1850年代の安政の地震活動の活発化とフィリピン海プレートおよび太平洋プレートの運動との関連の解明が待たれる.

図286.関東平野の歴史被害地震(1600年以降)とCMT解(1994年9月以降)の応力場極性偏角区分の時系列比較.
 左上図:CMT解の応力場極性偏角区分震央分布地図,nは成田震源空白域,tは所沢震源空白域,Tzは丹沢震源区,Kzは上総震源区,Sgmは相模震源区,Kjkは九十九里震源区.
 中上図:歴史被害地震の震央地図:nは成田震源空白域は明瞭であるが所沢震源空白域は認められない.
右上図:歴史被害地震の海溝距離断面図,深度0表示は深度記録がないことを示す.
右中図:歴史被害地震の鹿島小円区縦断面図.
右下図:歴史被害地震の時系列図,右端は年数,左端のareaMとBenioffは基準期間総地震断層面積の3区間移動和の地震規模M曲線と積算曲線
左下図:歴史被害地震とCMT解の時系列図,左端の数字は年数.
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3.2018年8月の月刊地震予報

2018年4月9日に島根県西部M6.1が起こり(月刊地震予報104,),2018年6月18日に大阪府北部でM6.1が起こった(月刊地震予報106).これらの地震では応力場の極性変化が認められていないので,今後,この地震活動が西南日本域を更に東進することが予想される.
太平洋スラブのマントル遷移帯深度における地震が,オホーツク海,伊豆海溝域と同期して起こった.これらの発震機構はスラブ圧縮であり,深度660kmの下部マントル上面の停滞スラブへ海溝からの沈込スラブ圧縮力の増加が加わり起きたのであろう.太平洋スラブ全体の運動との関係は分からないが千島海溝域で連発地震が起こっており,大地震の前震とも考えられる.
琉球海溝域で起こった海溝外地震の最遠記録大幅に更新した.琉球海溝への沈込様相の変化として注意が必要である.
千島から琉球まで特異な地震活動が起こっているが,1994年以後のCMT解で異例の2年連続最低記録に近付いており,解消しきれない歪の蓄積が進行していることは確実なので警戒が必要である.

引用文献

宇佐美龍夫(2003)日本被害地震騒乱.東京大学出版会,605p.

月刊地震予報106)2018年6月18日大阪府北部の地震M6.1の主応力軸入替・歴史地震断層面積規模・稀発地震,2018年7月の月刊地震予報

1.2018年6月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2018年6月の地震個数と総地震断層面積のプレート運動面積に対する比(速報36)は,日本全域で16個0.122月分,千島海溝域で4個0.058月分,日本海溝域で5個0.034月分,伊豆・小笠原海溝域で1個0.027月分,南海・琉球海溝域で6個0.257月分であった(2018年6月日本全図月別).
2018年6月の最大地震は2018年6月18日大阪府北部M6.1で,この他にM6.0以上の地震はなかった.

2.2018年6月18日大阪府北部の地震M6.1の主応力軸入替・歴史地震断層面積規模・稀発地震

 2018年6月18日7時58分に紀南小円区,近畿震源域の大阪府北部でM6.1が起こった.IS解は深度13km・発震機構型が側方逆断層pr型,CMT解は深度16km・引張横擦断層-nt型と異なっている.
本地震の主応力軸方位と傾斜角は,IS解で(P287+10T169+69N20+18),CMT解で(P101+6T7+34N199+55)と異なる.ここでPが圧縮主応力軸,Tが引張主応力軸,Nが中間主応力軸である.発震機構型は,IS解でT軸傾斜が+69と最大なので逆断層p型,CMT解でN軸傾斜が+55と最大なので横擦断層n型である.震源の小円区方位は154°で,IS解のP軸方位287と45°以上異なっているため側方逆断層pr型,CMT解のP軸方位101よりもT軸方位7の逆方位187に近いので引張横擦断層nt型になる.更に,CMT解の非双偶力成分(nonDC)比が±5%を越える-33%なので,CMT解の発震機構型は圧縮優勢引張横擦断層-nt型になる.
これらの発震機構型の相違を応力場方位の変化で説明するには75.9°の大規模回転を要する.ただし,P波初動(IS解)を発する破壊開始から,最大振幅S波(CMT解)を発する最大破壊の2.5秒間に大規模応力場回転が起こったとは考え難い.破壊開始から主要破壊へ破壊進展によって破壊深度範囲が拡大するが,下方では上下方向の圧縮力が大きいので,下方への進展は圧縮力を増大させる.圧縮力の増大は上下方向の引張力T強度を相殺する. T強度が水平方向のN強度より減少すれば,応力強度順に名付けられる応力軸名称は,応力場方位が維持されていても,TとNが入替えられる.応力軸名称が入替えられれば,発震機構型もprから-ntになる( 速報37).本地震のCMT解を基準としたIS解の応力場極性偏角( 月刊地震予報87)はTexN23.1°であり,25°以内の応力場回転でT軸とN軸入替のみで発震機構型の相違を説明できる.
 CMT解の非双偶力成分比は,圧縮応力P強度と中間応力N強度の差とN強度と引張応力T強度の差が完全に一致する双偶力状態からのずれを定量的に表し,双偶力状態で0%,P強度とN強度が等しい場合に+50%,T強度とN強度が等しい場合に-50%になる.IS解に用いられる初動の向きのみでは応力強度を求めることができないので,IS解の主応力軸方位は双偶力状態を仮定して算出される.
本地震の非双偶力成分比が-33%であることは,T強度とN強度の差がT強度とP強度との差応力の17%しかなく,T軸とN軸が入替わり易いことを示している.IS解とCMT解との主応力軸方位において,P軸傾斜が西287と東101と逆ではあるが,傾斜角が10と6とほぼ水平で差がなく,IS解のN軸20とCMT解のT軸7がほぼ北向きであることは,P優勢な応力場においてT軸とN軸が入替わり,発震機構がpr型から-nt型に変わったことを支持する.
 2018年6月18日から26日までには速報解9個・IS解9個・CMT解1個が公表されたがIS最大解を基準にしてもCMT解を基準にしても応力場極性の逆転はなく,9個のIS解震央距離が7km以内に収まっている.6月18日の最大地震を起こした応力場は保持されていることから,今後の地震活動に警戒が必要である(図275).

図275.2018年6月の大阪府北部の地震の応力場極性偏角.
左図:震央地図,中図:海溝距離断面図,右上図:縦断面図,右下図:時系列図(左端は応力場極性偏角;右端の数字は2018年6月の日数);月の日数),右下図:主応力軸方位図.

西南日本の島弧地殻内の地震は上部地殻内でのみ起こり,下部地殻では起こらず,島弧マントル内の地震と区別できる.本地震を起こした近畿震源域の上部島弧地殻内では日本書紀以来の地震記録が残されており(宇佐美,2003),現在のCMT解と比較できる(図276).

図276.近畿震源区のCMT解と歴史被害地震の総地震断層面積規模と震央分布.
 上図:CMT解,下図:歴史被害地震.
左図:震央地図,中図:海溝距離断面図:右上図:縦断面図,右下図:時系列図(左端は積算地震断層面積のBenioff曲線と積算プレート運動面積の斜直線;右端の数字は年数).

歴史地震とCMT解の各地震の規模(M)から算出される地震断層面積(=10^(1.2M-9.9))を積算した総地震断層面積を地震活動の定量的比較に用いてきた(速報36).総地震断層面積(平方km)相互の比較を容易にするため,その総地震断層面積が1個の地震の地震断層面積と等しい規模(M)を,総地震断層面積規模として比較に用いることにする.
CMT解についてはM6.4,歴史被害地震についてはM8.2と算出される(図276:上[CMT解]・下[歴史被害地震]右図左端のBenioff曲線下).歴史被害地震の総地震断層面積規模M8.2とCMT解の規模M6.4の差をd1.8と記すことにする.規模差d1.0は歴史被害地震の総面積がCMT解よりも16倍(=10^1.2)大きく,d1.8は145倍(=10^(1.8*1.2))大きいことを示す.近畿震源区における過去24年間のCMT解の地震活動が歴史地震の145分の1にしか起こっていないことを意味している.
 今回の近畿震源区の地震と同様に西南日本全域についても歴史被害地震と現在のCMT解と比較できる(図277).

図277.南海トラフ域の上部地殻のCMT解と歴史被害地震の総地震断層面積規模と震央分布.
 上図:CMT解,下図:歴史被害地震.
左図:震央地図,中図:海溝距離断面図:右上図:縦断面図,右下図:時系列図(左端は積算地震断層面積のBenioff曲線と積算プレート運動面積の斜直線;右端の数字は年数).

歴史被害地震が最初に記録された年代(初年)は,四国と紀伊を除き,西暦600-800年で1200年以上の記録期間があり,過去24年間のCMT解の50倍になる.歴史地震とCMTの期間長の相違の50倍はd1.4に相当する.従って,d1.4以上の場合には,CMT年間総地震断層面積が歴史地震年間総地震断層面積よりも少なく静穏であり,大地震の再来危険度が高いことを意味する.
歴史被害地震の総地震断層面積規模とCMT解の総地震断層面積規模との差(歴-CMT)を算出して比較すると,美濃が最大d2.4で,飛騨のd1.9,近畿のd1.8,そして紀伊のd1.5と続く.1995年1月17日阪神淡路大震災M7.3nt・2000年10月6日鳥取県西部地震M7.3-nt・2016年10月21日島根県中部M6.6+np( 月刊地震予報85)・2018年4月9日島根県西部M6.1+np( 月刊地震予報104)の起こった中国震源区はd0.4,2016年4月16日熊本地震M7.3+nt( 速報79)の起こった九州震源区はd0.5と最も小さい.九州から中国へと東進してきた上部地殻の直下型地震が近畿震源区に到着し,今後,美濃震源区・近畿震源区・飛騨震源区でM7からM8の地震を起こすことが予想されるので警戒が必要である.

表31.南海トラフ域の上部地殻CMT解と歴史地震の総地震断層面積規模の比較.

震源区 歴史被害地震 CMT
記号 初年 総面積 最大 総面積 規模差
九州 Kys 679 M8.0- M7.6 M7.5 d0.5
中国 Chgk 868 M8.0- M7.4 M7.6 d0.4
四国 Shkk 1649 M7.2- M7.0 M6.3 d0.9
紀伊 Kii 1929 M7.0 M6.8 M5.5 d1.5
近畿 Knk 827 M8.2 M7.6 M6.4 d1.8
美濃 Mino 715 M8.0 M7.0 M5.6 d2.4
飛騨 Hida 762 M8.3 M8.0 M6.4 d1.9

本地震前日の2018年6月17日15時27分に群馬県南部の磐越震源区でM4.6+p14kmのCMT解とIS解が公表された(図278).

図278.稀発地震の現在 (0Ma:左)と日本海拡大直前(15Ma右)の震央位置.

この地震は1923年以降の気象庁観測史上初の稀発地震である.稀発地震は2016年から渡島震源区( 月刊地震予報81)・韓半島震源区( 月刊地震予報82 月刊地震予報84 月刊地震予報99 月刊地震予報102)で起こっていたが,今回,磐越震源区が加わった(表32).

表32.2016年からの稀発地震.

震源区 発生 規模 震央 深度
M 北緯° 東経° km
磐越 2018 6 17 4.6 +p 36.455 139.172 14
韓半島 2018 2 11 4.6 Pr 36.098 129.457 4
2017 11 15 5.6 p 36.195 129.393 11
2016 9 12 5.8 -nt 35.797 129.272 36
2016 9 12 5.2 nt 35.820 129.262 40
2016 7 5 4.9 -nt 35.613 129.873 37
渡島 2016 6 16 5.3 pr 41.948 140.987 11

これらの稀発地震は,1500万年前に日本列島がアジア大陸から分離した日本海拡大境界付近に位置していることは,局地的異変による稀発地震ではなく,アジア大陸と日本列島全域に渡る応力状態の異変と関係していることが予想される.これまで地震が起こらないとされてきた地域でも直下型の地震を警戒する必要がある.
 また,関東地方の房総半島東方沖の茂原震源密集域(特報7)では6月12日5時9分M4.9pr17(+1)kmから6月27日4時16分M4.1p25(+7)kmまで5個の初動IS発震機構解が公表されている.関東地方の地下には西南日本東端の関東山地の下に沈込だ丹沢スラブ,そして丹沢地塊の下に沈込む伊豆半島に繋がる上総スラブが存在するため,西南日本の上部地殻内地震との関係も予想される.

3.2018年7月の月刊地震予報

2018年4月9日に島根県西部M6.1が起こったが,4月28日のM3.6でも応力場極性の変化が認められなかったことから,M7級の地震への警戒を呼び掛けていたが( 月刊地震予報104),大阪府北部で2018年6月18日7時58分にM6.1が起こった.この地震でも応力場の極性の変化が認められない.これらの地震は,2015年11月14日沖縄トラフ最大地震M7.1( 速報74)の後の2016年4月16日熊本地震M7.3( 速報79)から開始された一連の西南日本内陸域地震と考えられるが,今後,西南日本域を更に東進することが予想されるので警戒が必要である.

引用文献:

宇佐美龍夫(2003)日本被害地震騒乱.東京大学出版会,605p.