沈み込み帯で発生する地震現象の多様性の解明

沈み込み帯では，普通の地震に加えて，スロー地震と呼ばれるプレート境界滑り現象が知られている．これらの多様な地震現象が発生する物理メカニズムを理解することは，沈み込み帯全体の歪蓄積・解放プロセスを解明することにつながるため，重要な研究課題である．これまで様々な研究がこの物理メカニズムについて提案を行っている．その中で，本研究課題が平成26・27年度に行ってきた深部低周波微動の活動解析（地震波エネルギー推定・潮汐応答性）の解析結果は，摩擦不均質が重要な役割を果たすモデルと定性的に一致すると解釈された．さらに深部低周波微動の潮汐応答性の解析結果は，速度状態依存摩擦則と呼ばれる指数型の摩擦則がスロー地震域で働いていることを示唆していた．そこで平成28年度には，速度状態依存摩擦則に従う断層に摩擦不均質が存在する場合の断層の滑り挙動について，数値計算を用いて調べた．はじめに，無限に伸びる線の断層上に摩擦不均質がある場合について調べた．その結果，自発的に加速できる領域の密度を変化させると，断層の滑り挙動が変化した．低密度の場合は，地震性滑りが自発的に加速できる領域に限定されるのに対して，高密度の場合には，地震性滑りが自発的に加速できない領域も含めて断層全体に広がっていた．その遷移領域には，小さな高速滑りが多く発生しながらも大局的な変形速度は遅いという，定性的にはスロー地震に似た滑り挙動が見いだされた．面上の有限サイズ断層の数値計算でも同様の傾向が確認された．また，摩擦の不均質性に階層的構造が存在する場合についての研究にも着手した．断層の破壊サイズが大きくなるにつれて自発的に加速できない領域の割合が増大するような階層性が存在する場合，断層の破壊エネルギーの階層性を摩擦不均質性で説明できる可能性がある．

沈み込み帯では，普通の地震に加えて，スロー地震と呼ばれるプレート境界滑り現象が知られている．これらの多様な地震現象が発生する物理メカニズムを理解することは，沈み込み帯全体の歪蓄積・解放プロセスを解明することにつながるため，重要な研究課題である．これまで様々な研究がこの物理メカニズムについて提案を行っている．その中で，本研究課題が平成26・27年度に行ってきた深部低周波微動の活動解析（地震波エネルギー推定・潮汐応答性）の解析結果は，摩擦不均質が重要な役割を果たすモデルと定性的に一致すると解釈された．さらに深部低周波微動の潮汐応答性の解析結果は，速度状態依存摩擦則と呼ばれる指数型の摩擦則がスロー地震域で働いていることを示唆していた．そこで平成28年度には，速度状態依存摩擦則に従う断層に摩擦不均質が存在する場合の断層の滑り挙動について，数値計算を用いて調べた．はじめに，無限に伸びる線の断層上に摩擦不均質がある場合について調べた．その結果，自発的に加速できる領域の密度を変化させると，断層の滑り挙動が変化した．低密度の場合は，地震性滑りが自発的に加速できる領域に限定されるのに対して，高密度の場合には，地震性滑りが自発的に加速できない領域も含めて断層全体に広がっていた．その遷移領域には，小さな高速滑りが多く発生しながらも大局的な変形速度は遅いという，定性的にはスロー地震に似た滑り挙動が見いだされた．面上の有限サイズ断層の数値計算でも同様の傾向が確認された．また，摩擦の不均質性に階層的構造が存在する場合についての研究にも着手した．断層の破壊サイズが大きくなるにつれて自発的に加速できない領域の割合が増大するような階層性が存在する場合，断層の破壊エネルギーの階層性を摩擦不均質性で説明できる可能性がある．