月刊地震予報

月刊地震予報112)Kamchatka沖M7.3,房総沖三重会合点連発地震, 2019年1月の月刊地震予報

1.2018年12月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2018年12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21個1.911月分,千島海溝域で2個5.057月分,日本海溝域で9個0.153月分,伊豆・小笠原海溝域で5個0.655月分,南海・琉球海溝域で5個0.033月分であった(2018年12月日本全図月別).2018年10月に3割以下に低下していた比が,千島海溝北東端のKamchatka半島沖のM7.3によって2か月分近くまで増大した.
2018年12月の最大地震は2018年12月21日Kamchatka半島東方沖のM7.3で,この他にM6.0以上の地震はなかった.房総沖Plate三重会合点で2,018年12月24日M5.9・M5.9・25日M5.7の連発地震があった.国後島M4.7T・与那国島M4.5p・台湾M5.4-npの活動が続いている.IS解では,飛騨でM4.3np・M3.3np・M3.4trの連発があり,胆振M4.0pr・M3.5ntと相模TroughM4.5nt・M3.1np・M3.5ntの活動も続いている.

2.2018年12月21日のKamchatka沖M7.3

 2018年12月21日2時01分にKamchatka沖の千島海溝北東端とAleutian海溝北西端が接合する海溝外40kmでM7.3+nto深度17(Slab深度+11)kmが起こった.千島海溝は千島小円に沿う島弧であるが,その北半分を千島小円Kamchatka区と区分している.Kamchatka区の大部分は国内のCMT観測域の外側にあるため,2009年から公開されている気象庁の「世界のCMT解」に収録されているCMT解とともに解析している.
Kamchatka区にはCMT解が4個あり,最初の2013年5月24日M8.3が最大で,2013年からの5年間に2013年10月1日M6.7-np581km・2016年1月30日M7.2-np161kmおよび今回のM7.3と総地震断層面積はPlate運動面積20年分にもなり,深度範囲も今回の海溝外から最大地震の深度620kmの下部Mantle上面近くにまで達している.CMT解の並ぶ和達深発地震面の傾斜は千島小円区と差がない(図303).

図303 Kamchatka沖地震.
Kamchatka区のCMT解の発生年月日と規模を震央地図(中央下)と海溝距離断面図(左)に示した.
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千島小円に沿う千島海溝域のKamchatka区と千島区のCMT解の発震機構型は逆断層型が7割以上を占める.圧縮P主応力軸方位(図303右下の主応力方位図の赤丸印)は,方位図中央横線(海溝傾斜方位:TrDip)およびその逆方位の上下端に集中しているが,右に向かって下がっている.その下がり具合が中央付近のPlate相対運動方位線(紫色斜実線:Sub)と対応していることは,海溝傾斜などの千島海溝域の地形と主応力軸方位が太平洋と北米のPlate相対運動に支配されていることを示している.
千島区とKamchatka区の総地震断層面積規模曲線(図303右中図:AreaM)には対応が見られ,Kamchatka区の地震に先行し千島区での増大が認められる.
Kamchatka区の地震は600km以深の太平洋Slab深部地震に対応している.Kamchatka区最初の2013年5月24日M8.3P609kmと2013年10月1日M6.7-np581kmには,2012年8月14日M7.3p654km千島・2013年4月6日M5.7+p646kmVladivostokが先行,次の2016年1月30日M7.2-np161kmには,2016年1月2日M5.7P681kmVladivostok・2015年5月 30日M8.1t682km ・6月3日M5.6-t695km小笠原が先行し,今回は2,017年7月13日M6.3-np603kmVladivostokが先行している(図304).

図304 600km以深の太平洋Slab CMT解.
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3.2018年12月24・25日の房総沖三重会合点の連発地震

2018年12月24日9時18分M5.9+p33km・9時43分M5.9+pe33km・25日9時10分M5.7P36kmの連発地震があった(図305).

図305 房総沖三重会合連発地震.
 2018年12月のIS解とCMT解の主応力軸方位.Benioff図はCMT解による.
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房総沖三重会合点は,北米-太平洋・太平洋-比海・比海-北米の3つのPlate境界線が交わる点であるが,太平洋Plateが沈込む日本海溝と伊豆海溝を結ぶ線を加えた三角形域が北米・太平洋・比海の3つのPlateが直接相互作用する海域になる.今回の連発地震はこの三角形の南端の西側で起こった.この三角形域は1994年9月以降のCMT解が36個太平洋Slab内で報告され(月刊地震予報84),震源密集域となっている(図306).密集域中央の2015年3月28日M4.5-npから震央距離55km の円内に密集域震源が納まっている.

図306 房総沖三重会合点震源密集円と全CMT解主応力軸方位.
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今回の連発地震最大2018年12月24日9時18分M5.9+p33(+20)kmの主応力軸方位を基準にした密集域の応力場極性偏角区分では,正極性が4分3を占めるが,2015年3月15日M5.3Prから2017年7月14日M4.3+ntまで逆極性が認められる.逆極性は三角形北縁の太平洋Slab上部を占める(図307).
密集域のBenioff図では,2005年と2016年に大きな段差をなし,1996年・2003年・今回に小さな段が認められる他,2010年から2012年にも活動が認められる.

図307 房総沖三重会合点震源密集円内の応力場極性区分と南海Trough域CMT解の地震断層面積Benioff図.
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このBenioff図を日本全域のBenioff図と比較すると,最も良く適応するのは南海Trough域(図307右中図右端)である.2004年と2016年に明瞭な段差が認められる.2004年の段は2004年9月5日東海道沖地震M7.4Peと2005年3月20日福岡地震M7.0+ntに因り,2016年の段は2016年4月16日熊本地震M7.3+ntに起因している.1996年の段は1996年10月19日日向灘M6.9Pと1997年3月26日沖縄TroughM6.6+ntに因る.これらの段の他に南海Trough域では2000年10月6日鳥取県東部地震M7.3-ntに対応する段が加わる.また,2010年から2012年には2009年8月11日駿河TroughM6.5+nteと2011年3月15日富士山西方M6.4npeがある.
逆極性応力場期間は2016年の段に対応し,2015年5月30日M8.1t682km・6月3日M5.6-t695km小笠原の下部Mantle地震と2015年11月14日沖縄Trough最大のM7.1+ntが起こっている.

4.2019年1月の月刊地震予報

Kamchatka沖M7.3と国後島の地震は千島海溝域の地震活動が活発化していることを示しており,得撫島の大地震に警戒が必要である.
三重会合点は太平洋・北米・比海Plateが会合して相互作用する海域で震源密集域を形成しているが,その活動動向が西南日本の地震活動と対応していることは,西南日本が太平洋Slabと比海Slabの沈込を支配していることを示唆する.また,西南日本の地震活動に沖縄Trough拡大が関連していることも,日本列島全域の地震活動を予報するために念頭に置く必要があろう.
本震に至らない前震と考えられる連発地震が択捉島(月刊地震予報101)・国後島( 月刊地震予報111)・三重会合点(本号) ・大阪府北部(月刊地震予報106)・島根県西部(月刊地震予報104)・琉球海溝(月刊地震予報109)・与那国島(月刊地震予報110)・台湾(月刊地震予報102)と全国的に起こっており,一触即発の状況と言えるので厳重な警戒が必要である.

月刊地震予報111)Okhotsk海の千島深発震源面地震M6.1,国後島北方沖連発地震M6.3,紀伊水道の連発地震,2018年12月の月刊地震予報

1.2018年11月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2018年11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15個0.237月分,千島海溝域で3個0.580月分,日本海溝域で6個0.224月分,伊豆・小笠原海溝域で2個0.013月分,南海・琉球海溝域で4個0.033月分であった(2018年11月日本全図月別).2018年9月に7割近くに達した月間総地震断層面積比が,10月に3割以下に低下したままの状態が続いている.
2018年11月の最大地震は2018年11月5日国後島北方沖のM6.3で,M6.0以上はこれに先行した2018年11月2日のOkhotsk海に沈込む太平洋スラブ内のM6.1であった.2018年9月6日の胆振地震の活動(月刊地震予報109)は11月にも継続し,CMT解1個・IS解1個あった(東日本IS月別).紀伊水道ではIS解5個の連発地震があった(西南日本IS月別).

2.Okhotsk海の千島深発震源面地震M6.1

2018年11月2日20時1分Okhotsk海の深発震源面でM6.1pr深度487(Slab上面深度+133)kmが起こった.この深度は410kmの上部Mantle下底よりも深いMantle漸移帯に当たる(図299).

図299.千島小円区2018年10-11月のCMT解
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千島海溝域の太平洋Slab深発震源面のCMT解は2000年7月10日M5.5Pから30個報告されているが活動域が入替る(図300).2000年から2013年まではOkhotsk海域のみであったが,Kamchatska域で起った2013年5月24日M8.3Pの後,Okhotsk海域の活動は2013年9月1日M5.6-npで休止し,活動をKamchatska域に移した. その活動も2016年1月30日M7.2-npで停止していた.2018年7月2日M5.6-npと7月7日M4.7+pr524(+95)kmでOkhotsk海域の活動を再開し,本地震に至っている.

図300.千島海溝域太平洋Slab深発震源面地震CMT解
 +印:2018年11月2日M6.1震源,丸印:2018年11月2日M6.1から震央距離100km範囲円.
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3.国後島北方沖連発地震M6.3

 2018年11月5日4時26分M6.3p20(-163)kmが国後島北方沖の島弧地殻で起こった.国後島北方沖では2018年10月26日12時04分にも震央距離15kmでM5.5p20(-161)kmが起こっており(月刊地震予報110)連発地震となっている.(図299).
千島海溝域の島弧地殻地震には10個のCMT解が報告されている.東日本大震災本震後の2011年3月29日に択捉島北東沖M4.8nt0kmが最初で,Kamchatska域の2013年5月24日M8.3Pの後に国後島北方沖2013年6月27日M4.3P31kmと択捉島2013年12月13日M5.5+p11kmが起こった.その後は択捉島北方沖で2017年11月30日M5.4p16kmまでCMT6個が続き,国後島北方沖で今回の活動となった(図301).

図301.千島海溝域島弧地殻地震CMT解
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3.紀伊水道の地震

2018年2月の台湾花蓮地震から(月刊地震予報102)開始した琉球海溝の地震活動は2018年11月に九州南方まで北上したが,南海Trough域の紀伊水道ではSlab上面と島弧Mantle間で起こったIS解が5個あった(西南日本IS月別,).これらは島弧Moho下のMantleとSlabの衝突による圧縮横擦断層np型4個と横正断層t型1個である.最大は,2018年11月2日16時53分M5.4np44(+11)kmであり,全ての地震が最大地震から震央距離70km以内に収まっている.最大地震の主応力軸方位は[P329+43T237+2N145+47]で,応力場極性偏角区分の基準とすると今回のIS解4個が基準区分に収まっているが,最大地震に先行したSlab上面最深の2018年11月2日1時07分M3.3tr63(+3)kmのみが応力場偏角74°で逆応力場極性のPTexNであった.最後の2018年11月25日18時19分M4.1np42(-12)kmは基準応力場区分に留まっており,最大地震を起こした応力場は解消されず持続していると考えられる.
今回の最大震源から震央距離70km以内のSlabと島弧Manlteには196個のIS解が報告されており,発震機構型は逆断層p型13個,圧縮横擦断層np 型80個,引張横擦断層nt型30個,正断層t型73個と今回の発震機構解構成と類似している(図302).最大は1999年8月21日M5.6np66(+8)kmで,その後の総地震断層面積の増大(図302の右中図左縁のBenioff図)は少なかったが,2016年11月19日M5.4np51(+3)kmがあり,活発化して今回の連発地震に至っている.
2003年以降低迷している西南日本の活動の中で紀伊水道の活動が2016年11月から活発化していることは注目される.

4.2018年12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(月刊地震予報109)が継続するとともに,国後島北方沖で連発地震があり,Okhotsk海の太平洋Slab内地震が起こった.地域的偏りの大きな千島海溝域の地震活動から,太平洋SlabとMantleの相互作用や島弧地殻の地震活動の力学的関係解明が期待されるが,太平洋Slabを通じて日本全域に影響が及ぶことにも警戒しなければならない.
2018年2月7日の台湾花蓮M6.7(月刊地震予報102)から2018年7月25日琉球海溝外最遠地震M5.3(月刊地震予報108),2018年9月15日琉球海溝軸部連発地震M6.2(月刊地震予報109),2018年10月24日与那国島沖M6.3(月刊地震予報110)に続き,2018年11月には琉球海溝域の地震活動が奄美沖と九州南方まで北上した.紀伊水道では地震活動が2016年11月から活発化していたが,11月に連発地震が起っている.これらの地震では応力場極性逆転が起こらずに,応力場は維持され,より大きな地震の前震である可能性がある.琉球海溝および南海Trough域での本震も考えられるので警戒が必要である.

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.