| Reporter: | 岩村虹希 |
| Title: |
Tan, Y., N. Gu, H. Xing, Y. Zhang, Z. Jin, S. Hua, J. Wang, M. Qin, S. Pang, and S. Li (2023). Structural Heterogeneity Controlled Rupture Process of the 2021 Mw 7.1 Fukushima, Japan, Earthquake Revealed by Joint Inversion of Seismic and Geodetic Data.
Seismological Research Letters 95, 742–757. https://doi.org/10.1785/0220230259 |
| Summary: |
2021年２月13日に福島県沖にてMw7.1の地震が発生した。本研究では、遠地地震データ、強震動データ及び測地データを用いたジョイントインバージョンを行い、この地震の破壊モデルを推定した。 遠地地震データは30°～90°の距離にあるGSN観測点を選びP波のみを、強震動データは北緯36°～40°、東経139°～142°の範囲のKiK-netデータ３成分を、GPSデータはより狭い範囲のGEONET観測点の水平変位データのみを使用した。グリーン関数は、遠地地震データにはAK135モデル(Kennett et al., 1995)を、強震動データにはCRUST1.0(Laske et al., 2013)を使用し、波形記録およびグリーン関数にはデータ種ごとのバンドパスフィルタを適用した。震源断層は60km×51kmの単一矩形平面を仮定し、走向と傾斜は既往の機関(e.g. Global CMT)や研究結果(e.g. Zhang et al., 2023)をもとに、それぞれ35°と45°を設定した。インバージョン計算にはZhang et al. (2012)の有限断層インバージョン法(FFI法)を採用した。カバレッジが相対的に悪い強震動データとGPSデータの重みを小さく設定した。 得られた破壊モデル(FFIモデル)は、すべりが主に２つのパッチに集中した。破壊は20秒間続き、解放された地震モーメントの合計は約8.4×10^19Nmだった。これはMw7.2に相当する。破壊過程を追うと、破壊開始から0～6秒では主に震源周辺ですべりが発生し、６秒後から南西方向に伝播してもう１つのパッチの破壊を引き起こした。その後破壊開始から14～20秒に断層深部や浅部に小さなすべりを引き起こした。観測波形と合成波形の相互相関係数の平均は、遠地地震データと強震動データでそれぞれ 0.853 と 0.743 であった。このモデルのすべり分布は、この地震が片側破壊イベントであることを示しており、バックプロジェクション法(Meng et al. 2012)や、デコンボリューションされた見かけの震源時間関数をスタックしていく自動反復デコンボリューションおよびスタッキング（IDS）法を用いてこの地震の破壊過程を解析したZhang et al. (2023)の結果と一致している。一方、今回の強震データからZhang et al.(2023)と同様のIDS法を使ってすべりモデルを再現したところ、IDS法を用いたすべりモデル(IDSモデル)は破壊方向や破壊領域、最大すべり量がFFIモデルと異なる結果となった。IDSモデルではすべりがスラブ界面を超えて上部プレートまで広がっているため、この地震の断層がアウターライズで形成されたという解釈(Tan et al., 2022)と矛盾する。対して、FFIモデルのすべりはスラブ内にとどまっており、他の研究(Wang and Lin, 2022)の解釈と一致する。これらの結果の違い理由は、IDS法では先験情報や物理的制約を採用せず、モデルが観測データによって自動で決定されるためであると考えられる。 破壊の伝播方向と範囲を規制する要因を調べるために、Hi-netとS-netのデータを用いて決定された断層帯周辺のトモグラフィー速度構造(Tan et al., 2022)を解析した。VP/VSモデルを解析した結果、低VP/VS領域が核形成と大きなすべりを起こし、高VP/VS領域がすべりの停止と余震分布に対応していることがわかり、この不均質が破壊挙動を規制していると示唆される。 |