月刊地震予報

月刊地震予報122(2019年11月15日),2019年9月からの静穏化は東北沖巨大地震M9.0以後の歪蓄積周期開始を告げているか,2019年11月の月刊地震予報

1.2019年10月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2019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8個0.037月分,千島海溝域で1個0.027月分,日本海溝域で3個0.034月分,伊豆・小笠原海溝域で1個0.059月分,南海・琉球海溝域で1個0.040月分であった(2019年10月日本全図月別).2019年8月まで4割以上を保持していた日本全域の比が1割以下に急減している.観測体制確立を考慮すると,今月の比は2011年3月の東北沖巨大地震前の2008・2009年の極小期以来の静穏化と言える.
最大地震は2019年10月12日相模TroughM5.4npで,M6.0以上の地震はない.

2.2019年9月からの静穏化は,東北沖巨大地震M9.0以後の歪蓄積周期開始を告げているか?

2.1 歪蓄積周期

2011年3月11日東北沖巨大地震M9.0で解放された歪面積は,日本で地震計による定常観測が開始された1922年からの総地震断層面積と同程度であるが,その間のPlate相対運動面積はその9割にしか達せず,Plate運動より多くの地震が起っていた.すると,東北沖巨大地震で解放された歪は1922年以前に蓄積されていたことになり,Plate運動による歪が大地震の度に解放されるとする従来の図式を改める必要がある.
東北日本の歴史地震によると,東北沖巨大地震で解放された歪を蓄積するには1611年慶長地震後まで遡る必要があり,歪蓄積満了後も通常地震としてPlate運動の歪を解消しながら保持していた(月刊地震予報116).
このようなPlate運動による歪蓄積と地震活動の関係に基づくと,歪の蓄積開始から巨大地震による歪解放,すなわち慶長地震から東北沖巨大地震までの400年間を一つの歪蓄積周期として捉えなければならない.この歪蓄積周期の中で末期の巨大地震が最も顕著で捉え易いので,歪蓄積周期に巨大地震の名称を付けて呼ぶことにする.東北沖巨大地震を起こした周期を「平成周期」と呼び,その前の周期を「慶長周期」と呼ぶことにする.
現在は,巨大地震の歪を蓄積保持した状態でPlate運動による歪を通常地震活動として解放していた「平成周期」末から,東北沖巨大地震による歪の完全解放から次の「(後)平成周期」の歪蓄積開始期に当たっているであろう.
今後の地震活動予報のためには,慶長地震後の「平成周期」初期との対応が必要であるが,その出発点として「平成周期」の地震活動の変遷を理解しなければならない.「平成周期」を含む1600年から2019年10月までの歴史地震記録(宇佐美,2004)とCMT解の規模(Magnitude)から算出される地震断層面積(速報36)を解析に使用する.
Plate運動よる歪が地震を起こすので,Plate運動面積を解析の基準にする.解析する区域は,比海(Philippine Sea)Plateが沈込む琉球海溝・南海Trough域(RykNnk),太平洋Plateが沈込む伊豆・小笠原海溝域(OgsIz)と日本海溝域(Jpn),そして日本全域(Total)である.

2.2 Plate運動面積と地震断層面積Benoff図

各区域の1600年から2019年10月までの総Plate運動積算面積を横幅,期間年数を縦幅としたgraphを図351左図に示す.この図に積算Plate運動面積を表示すると左下縁と右上縁を結ぶ灰色の斜め直線になる.図横幅の総Plate運動積算面積を地震断層面積とする地震の規模(Magnitude:月刊地震予報106)は,琉球・南海域(D)でM9.8,小笠原・伊豆域(C)でM9.5,日本海溝域(B)でM9.5,日本全域(Total)ではM10.2になる(図351左図の下端の鈎括弧内の数字).日本全域の幅は右側のB・C・Dの幅に本図に記していない千島海溝域(A)を加えた幅を加え4分の1に縮小して示してある(Total/4).この図枠に積算地震断層面積を記入すると右上がりのBenioff曲線になる(特報5).

図351.「平成」歪蓄積周期の地震断層面積Benioff図(左)と地震断層面積規模曲線.
縦軸の数値は年数.Clickすると拡大します.

日本海溝域(Jpn)の1900年から2011年東北沖巨大地震までのBenioff曲線は灰色のPlate運動積算面積直線とほぼ同じ傾斜で左側にずれて並行しているが,巨大地震で灰色線に近付く.これは,1900年から巨大地震前までPlate運動による歪が地震活動によってほぼ解放され,巨大地震で同程度の歪が更に解放されたことを示しており,巨大地震で解放された歪は1900年以前に累積を完了していたことを示している.
「平成周期」を含む1600年から2019年10月までの総地震断層面積はPlate運動面積の84%に及んでおり(図351左図上縁の数値),Plate運動による歪は地震によってほぼ解放されている.「平成周期」末の東北沖巨大地震の歪は,総歴史地震面積記録の欠落が16%以下であれば,1600年以後開始しても蓄積できる.

2.3 地震断層規模曲線による歪蓄積周期の区分

地震断層規模曲線の算出点間隔は2.8年(=1022.3日:図351左図Totalの下縁の数値)であり,算出点間隔の前後3期間の総地震断層面積平均を規模に変換して表示したのが地震断層規模曲線である(図351右図).地震規模曲線図の上縁の数字は,総地震規模面積(平方km単位)であり,この数値をBenioff図上縁のPlate運動面積に対する比「0.33」で除すとPlate運動面積を算出できる.日本全域Totalについては,総地震断層面積66.7平方km,Plate運動面積202.3平方kmとなる.
日本全域(Total)の地震断層規模曲線の明瞭な静穏期によって「平成周期」を前・中・後の3期に区分できる(図351右図右縁).
前期は,1605年慶長東南海地震M7.9・1605年慶長南海地震M7.9・1611年慶長三陸地震M8.1後の静穏な期間であり,M6.5以下(図351右図Totalの縦実線)の静穏期を繰り返すが,歪蓄積に伴い地震活動が次第に増大し,最後の1677年延宝地震M8.0に到る.
 中期は,延宝地震の歪解放による静穏化の後,M7の定常的な地震活動(図351右図Totalの縦実線)に加え,1703年元禄関東地震M8.2・1707年宝永地震M8.6とM8級の地震が起こった後,日本海溝域の1717年享保三陸地震M7.5・1763年宝暦三陸地震M7.4・1793年寛政三陸地震M8.4の周期的活動を経て,最後に最大の1854年安政東海M8.4・1854年安政南海地震M8.4に到る.
 後期は,安政の歪解放による静穏期の後,M8の定常的地震活動(図350右図Totalの縦実線)に加え1896年明治三陸地震M8.5・1920年花蓮M8.3・1923年大正関東地震M8.2・1933年昭和三陸地震M8.1・1944年東南海地震M8.2・1946年南海地震M8.2・1952年十勝沖M8.2・1968年十勝沖M8.1の周期的地震活動を経て,2011年東北沖巨大地震M9.0に到る.

2.4 歪蓄積様相の変化と南海Trough巨大地震

日本全域(Total)の地震断層面積規模曲線には,3期間境界に明瞭な低下を挟んで定常地震活動規模がM6.5・M7.0・M8.0と増大する.地震断層規模曲線の規模は,設定間隔内にその規模の総地震断層面積の地震が起ったことを意味する.前期にはM6.5より大きな地震が起らない期間があり,中・後期にはM7.0・M8.0より大きな地震が設定間隔内に1個以上起っていることを示している.歪蓄積周期末の巨大地震の歪は,中期末に蓄積を完了しており,前期のM6.5は歪蓄積準備,中期のM7.0 通常活動は歪蓄積,後期のM8.0は蓄積完了に対応し,日本列島と沈込む海洋Plateに蓄積する巨大地震の歪の位置・規模・分布等の様相の段階的変化と対応しているのであろう.
東北沖巨大地震に続く次の歪蓄積周期「(後)平成周期」前期の低下が起これば,今後の地震活動を「平成周期」前期の様相に対応させることができる.この対応では,現在心配されている南海Trough巨大地震は,中期の1707年宝永地震M8.6に対応し,その前に前期末の1677年延宝地震M8.0と静穏化そして中期始の1703年元禄関東地震M8.2があり,90年以内に起る.

3.2019年11月の月刊地震予報

日本海溝域では,2011年3月東北沖巨大地震によって解放された歪を抱えたまま1900年頃からPlate運動による歪を地震活動として解放しており,巨大地震の歪は1900年以前の1600年頃からが蓄積されてきた(月刊地震予報116).
2019年9月からの地震活動静穏化は,「平成周期」から次の沈込蓄積周期境界の静穏期とも考えられ,今後の地震活動は地震計によって観測のある過去100年の「平成周期」後期と全く様相を異にすることも予想される.今後の地震活動の推移,特に2019年9月から開始した静穏化が継続するかを注意深く見守る必要がある.

引用文献

宇佐美龍夫(2003)日本被害地震総覧.東京大学出版会,605p.

月刊地震予報121)初動解・CMT解の主軸の呼び方の変更,2019年10月の月刊地震予報

1.2019年9月の地震活動

 気象庁が公開しているCMT解によると,2019年9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8個0.008月分,千島海溝域で0個,日本海溝域で6個0.048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1個0.001月分であった(2019年9月日本全図月別).2019年8月まで4割以上を保持していた日本全域の比が1分以下に急減した.この比は2009年11月の0.004以来の低さである.今月より低いCMT解は2008年1月・11月,2001年5月と2000年以後は5回しかないが,CMT解の公開を開始した1994年9月から2000年までは12回あった.観測体制確立を考慮すると,今月の比は2011年3月の東北沖巨大地震前の2008・2009年の極小期以来の減衰と言える.
 2019年9月7日前弧沖帯下北のM5.0pが最大地震で,M6.0以上の地震はなかった.

2.初動解・CMT解の主軸の呼び方の変更

図85 発震機構型の細分.  nonDC:非双偶力成分(non Double Couple)比,黒矢印:引張主歪T軸,赤矢印:圧縮主歪P軸,綠線:中間主歪N軸.

図350 発震機構型の細分.
nonDC:非双偶力(non Double Couple)成分比,黒矢印:引張主歪T軸,赤矢印:圧縮主歪P軸,綠線:中間主歪N軸.

 初動解とCMT解では地震動の押引から算出される主軸を公開している.これまでこの主軸を主応力軸と呼んできたが,これらは震源で解放された主歪軸であって必ずしも主応力と一致しないとの指摘(山路 敦,地質学会2019年会)を受けた.これまで「圧縮主応力P軸」・「引張主応力T軸」・「中間主応力N軸」としていたが(震源震央分布:新震源震央分布の解説:図2),今後,「圧縮主歪P軸」・「引張主歪T軸」・「中間主歪N軸」と呼ぶことにする(図350).

3.2019年10月の月刊地震予報

 総地震断層面積のPlate運動面積に対する比の2009年以来の急減が,2019年7月・8月の日本海溝域・琉球海溝域の活発化に次いで起ったことは,2011年3月東北沖巨大地震によって解放された歪がM6程度の地震を起こせる程度まで蓄積したが,8月の地震によって解放されたからであろう.今後,このような増減を経て,より大きな地震を起せる歪を蓄積するようになると予想される.
 このように増減しながら進行する日本列島の歪蓄積過程と,南海Trough域の歪蓄積と巨大地震の発生がどのように関わっているかが問題であり,今後の地震活動の進展を注意深く解析する必要がある.

月刊地震予報120)日本海溝域Slab地震活性化と2019年8月の前弧沖帯阿武隈M6.4・東北沖帯襟裳南M6.1,花蓮小円区の2019年8月8日M6.4,2019年9月の月刊地震予報

1.2019年8月の地震活動

気象庁が公開しているCMT解によると,2019年8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0.403月分,千島海溝域で2個0.005月分,日本海溝域で8個1.700月分,伊豆・小笠原海溝域で1個0.011月分,南海・琉球海溝域で4個0.447月分であった(2019年8月日本全図月別).2019年6月から5割近くを保持している.
最大地震は2019年8月4日前弧沖帯阿武隈M6.4と8月8日台湾沖M6.4+ntであり,M6.0以上の地震はこれらに東北沖帯襟裳南8月29日M6.1Pを加えた3個であった.

2.日本海溝域Slab地震活性化と2019年8月の前弧沖帯阿武隈M6.4・東北沖帯襟裳南M6.1

2011年3月東北沖巨大地震後はM6.0以上がひと月に2個以上起っていたが,2013年1月以降ひと月に2個起ったのは2016年11月と2017年9月のみである.2013年には東北沖巨大地震による活動も収束し,巨大地震後の定常活動に移行したと考えられる.
日本海溝域で2019年8月4日19時23分前弧沖帯阿武隈震源域M6.4p45km,8月29日8時46分東北沖襟裳南域M6.1P21kmが起った.
今回の活発化は日本海溝域の全域に及び,8月4日・15日・24-29日に集中している(図348).

図348.2019年8月日本海溝域CMT解主応力方位図.
日本海溝域の全域に及び,8月4日・15日・24-29日に集中している.
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 3.花蓮小円区の2019年8月8日M6.4

 2019年8月8日に琉球海溝域台湾衝突境界の花蓮小円区でM6.4+nte38kmが起った(図349).琉球海溝域では2019年7月13日に奄美大島北西沖M6.0P深度256kmがPhilippine Sea Slab(以下、比海Slabとする) 最深記録250kmを更新し,7月27日にPhilippine北東沖M6.0-npo深度31kmが起っており(月刊地震予報119),Philippine Sea Plate(以下、比海Plateとする)の地震活動が拡大している.

図349.2019年8月琉球海溝域CMT解主応力方位図.
数字はM6.0以上のCMT解.2019年7月のM6.0以上のCMT解も加筆.
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 比海Plateによる地震活動が拡大したとはいえ,琉球海溝・南海Trough域のCMT解による総地震断層面積のPlate運動面積に対する比は0.43と5割以下で,歪蓄積による逆断層p型巨大地震の発生が危惧されている.M7.0以上の逆断層p型巨大地震は,1999年9月21日台湾集集M7.7,2002年3月26日八重山M7.0,2002年3月31日花蓮M7.0,2004年9月5日東海道沖M7.4・M7.1で,2004年以降起っていない.その後,2011年3月11日東北沖巨大地震が起り,中国地方のP軸方位が9°反時計回りに回転していることから,東北日本からの歪から解放されたことが予想されている(月刊地震予報117).

4.2019年9月の月刊地震予報

 2019年8月には日本海溝域と琉球海溝域の地震活動が活発化し,日本全域の活動をPlate運動面積の4割以上に押し上げている.琉球海溝域では2019年7月からの活発化が続いており,南海Trough域への影響が心配されるので警戒が必要である.