Study of the mechanical role of viscous mantle flow on interseismic deformation in southwest Japan

沈み込み帯の2次元粘弾性地震サイクルモデルを用いて、粘弾性構造や巨大地震の履歴が地震間地殻変動やプレート境界の固着分布・マントルの粘性率の推定に与える影響を調査した。粘弾性構造については、弾性体のスラブが存在するモデルと水平成層構造のモデルを比較した。スラブが存在する場合、水平成層構造を仮定した場合に比べて、プレート境界の固着により生じる粘性流動の空間的広がりは小さくなる。その結果、スラブが存在する場合、水平成層構造の場合に比べて、地震間地殻変動速度の水平成分はプレート境界周辺では大きくなり、遠く離れた場所では小さくなる。一方、上下成分は粘弾性構造により敏感である。スラブを含むモデルを用いて地震間地殻変動の人工的なデータを作成し、これを用いて、水平成層構造のモデルを仮定してプレート境界の固着分布とマントルの粘性率を推定すると、真値よりも有意に高いすべり欠損速度と粘性率が得られた。これら結果は、沈み込み帯における地震間地殻変動のモデリングやプレート境界の固着分布・マントルの粘性率の推定では、スラブを考慮することが重要であることを示す。巨大地震の履歴については、地震の繰り返し間隔、規則性、すべり分布を様々に変化させた場合の地震間地殻変動を2次元粘弾性地震サイクルモデルを用いて計算した。その結果、これらの全てが地震間地殻変動の時空間パターンに影響を与え得ることが分かった。従って、地震間地殻変動に基づきプレート境界の固着分布やマントルの粘性率を推定する際は、過去の巨大地震の履歴をできるだけ正確に取り込むことやその不確実性を取り扱える手法を構築することが重要であると考えられる。

沈み込み帯の2次元粘弾性地震サイクルモデルを用いて、粘弾性構造や巨大地震の履歴が地震間地殻変動やプレート境界の固着分布・マントルの粘性率の推定に与える影響を調査した。粘弾性構造については、弾性体のスラブが存在するモデルと水平成層構造のモデルを比較した。スラブが存在する場合、水平成層構造を仮定した場合に比べて、プレート境界の固着により生じる粘性流動の空間的広がりは小さくなる。その結果、スラブが存在する場合、水平成層構造の場合に比べて、地震間地殻変動速度の水平成分はプレート境界周辺では大きくなり、遠く離れた場所では小さくなる。一方、上下成分は粘弾性構造により敏感である。スラブを含むモデルを用いて地震間地殻変動の人工的なデータを作成し、これを用いて、水平成層構造のモデルを仮定してプレート境界の固着分布とマントルの粘性率を推定すると、真値よりも有意に高いすべり欠損速度と粘性率が得られた。これら結果は、沈み込み帯における地震間地殻変動のモデリングやプレート境界の固着分布・マントルの粘性率の推定では、スラブを考慮することが重要であることを示す。巨大地震の履歴については、地震の繰り返し間隔、規則性、すべり分布を様々に変化させた場合の地震間地殻変動を2次元粘弾性地震サイクルモデルを用いて計算した。その結果、これらの全てが地震間地殻変動の時空間パターンに影響を与え得ることが分かった。従って、地震間地殻変動に基づきプレート境界の固着分布やマントルの粘性率を推定する際は、過去の巨大地震の履歴をできるだけ正確に取り込むことやその不確実性を取り扱える手法を構築することが重要であると考えられる。