地震発生場における応力・強度不均質検出の研究

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内陸地震発生の鍵を握る地殻内部応力・強度不均質構造を議論するためには,まず短波長の不均質構造を検出する必要がある.通常観測される地震波の波長と同程度もしくは短い不均質構造は散乱波を発生させる.地震発生域で観測された地震波形を詳しく解析し,散乱波の発生箇所をその到来方向から求め,分布を推定する.散乱体の位置を地震波の波長以下の間隔で設置した地震計アレイによって推定することを目的として,その方法を開発・改善した.具体的には,アレイで観測された波形を方位,入射角について重合(slant stacking),エンベロープをとることでアレイの形状,震源の位置に依らない関数として記述でき,これらから多くの震源について重合することが可能となって更に散乱体位置の推定精度が向上した.この方法を兵庫県南部地震の余震解析に適用した結果,短波長不均質構造は主として淡路島直下に分布することが明らかになり,本震の波動輻射特性や速度トモグラフィによって得られたポアソン比の構造等と関連が認められた.さらに,地震発生を規定する応力・強度不均質を推定するには弾性定数不均質を知る必要があることから,散乱の非等方性を推定する手法について開発を行った.開発された手法によって,slant stackされたアレイ観測波形のエンベロープ時間変化より前方散乱と後方散乱の強度さが推定できることが明らかになった.一方,陸羽地震発生域においては地震計アレイ観測を3箇所で行い,データを取得した.この地域で開発した手法を適応した結果,1896年陸羽地震の地震断層に対応するとみられる千屋断層延長深さ約10kmまで続いている事が明らかになった.さらに,その下部には反射体が分布している事がわかった.この手法により地殻中の弱面として考えられる地震断層を求める事ができたと同時に,これらの地震が地殻中深部の反射体の分布と関連がある事が示唆された.兵庫県南部では破壊の開始点直下で不均質が強く,これと同様に陸羽地震震源域でも断層直下に強い不均質が認められた.このように,マグニチュード7クラスの地震震源域では強い不均質の存在が応力不均質を招き,これが地震の発生に大きく影響した事が考えられる.