最近の大規模な日本の地震は、2011年の東北地方太平洋沖地震の余震である

過去80日間のマグニチュード7の3つの地震が連鎖反応の一部であるかどうかはあまり明確ではない。 それにもかかわらず、シーケンスはいくつかの障害を故障に近づけたので、より多くの衝撃が可能です。

By戸田真司,Ph.D.,IRIDeS,東北大学,仙台,日本And Ross S.Stein,Ph.D.,Temblor,Inc.

引用:戸田,S.,スタイン,R.、2021年、最近の大規模な日本の地震は、2011年の東北地方太平洋沖地震の余震であり、Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.175

3つの主要な地震は、過去3ヶ月間に、日本の仙台と福島沖を襲った。 最初の2つ、両方ともマグニチュード-7.1は、2月13日と3月20日に発生しました。 最新のマグニチュード-6.9は、5月1日に発生しました。 3つの地震は、互いの60マイル(100キロメートル)以内に襲い、日本の本島である本州北部の主要な人口の中心をガラガラとさせるのに十分なほど強かった。 これらは、東日本大震災以来、過去10年間にこの地域を襲った数千の地震のほんの一部でした。

どの地震が別の
を引き起こしたかを描いた矢印付きの地図最近の大地震の観測と応力伝達計算から推測するトリガーの関係。

東北地方太平洋沖地震

の大規模かつ長期的な影響は、2011年のマグニチュード-9。0東北地方太平洋沖地震は、本州北部の地震の風景を変え、日本海溝は本当に驚くべきことです。 沿岸域と沖合域の両方で、東北イベント後の10年間の地震率は、以前の10年よりもはるかに高いことを示しています。 これは、右パネルの各震源の周りの領域を、下の左パネルの同じ領域と比較することによって見ることができます。 今日でさえ、地震の割合は、2011年以前のレベルをはるかに上回っています。

地震の位置を示す小さな青い点を持つ日本の東海岸の3つの地図
22-43マイル(35-70キロメートル)の中深度範囲における最近のマグニチュード7の3つのイベント(かすかなピンクの星)の近くでの地震活動は、東北ショック(ピンクの星、中央パネル)によって劇的に増加し、今日も高いままである(右パネル)。

地震の累積数を時間とともにプロットすると(下)、余震の典型的な即時のジャンプと”大森”崩壊が見られます。 大森は1894年に発見した大森房吉にちなんで命名された。 最近のマグニチュード7の地震の東に62マイル(100キロメートル)を襲った東北地震の直後に、マグニチュード3.0とより大きな地震の地震活動率は100倍以上に跳ね上がった。 この最新シリーズの最初の発生した2021年2月に、それはまだ東北地震前の5倍でした。 東北地震の90年前には、上記のボックス内のマグニチュード6.8以上のショックの割合は年ごとに0.58であり、東北地震からの十年では2であった。04年は3.5倍、13年以降は13.5倍(さらに6.5倍)となっている。

時間と2000年以降の累積地震のプロット
2000年以降の累積地震の数は、最近の震源を中心とした半径9マイル(15キロメートル)、高さ19マイル(30キロメートル)の円筒で東北ショックアブソーバーの時点で劇的に増加している。 これは、それぞれの地震で破裂した地殻のおおよその量です。

我々の判断では、これらの地震速度の増加は、周囲の断層を破壊に近づけたマグニチュード9.0イベントからの”クーロン”応力伝達によって引き起こされる(Toda et al., 2011). クーロン応力変化理論は、断層をクランプ解除するか、またはそのせん断応力を増加させるか、またはその両方が断層破壊を促進すると仮定し、それをク 研究は、これが余震および進行性本震の多くの特徴を説明できることを見出した(例えば、Harris、1998;Stein、1999)。

最近の三つの地震はドミノを落としていたのでしょうか?

だから、もしマグニチュード-9が最近のマグニチュード-7の地震を促進したなら、それらは連鎖反応でお互いを促進したのでしょうか? ここでは、観測はより謎めいたものになります。 私達が、将来の3月20日と5月1日の地震の近くでの地震活動が、2月13日の出来事にどのように反応したかを見るときに、下に示されるように、私達は、何も見ません(青と赤の曲線は、2月13日の出来事の時に何の変化も示していません)。 しかし、3月20日の出来事の後に、それがすぐに正常に戻ったけれども、将来の5月1日の出来事の現場で3日間の地震活動の爆発がありました(3月20日の出来事の時に黒い曲線)。

2021年以来の地震の累積数対時間のプロット。
我々の予想とは裏腹に、将来の3月20日と5月1日の衝撃の現場での地震活動率は、2月13日の衝撃が襲ったときには動かなかった。 しかし3月20日の地震が襲った時に、42日後に破裂するであろう、将来の5月1日の衝撃の現場で、短期間の地震活動の爆発がありました。

将来の5月1日のサイトでの地震活動の3月20日のイベントへの応答は、計算された応力増加(約0.25バー)と一致しています。 参考までに、私たちは自転車のタイヤに約7バーの圧力を入れているので、0.25バーは小さいですが、地震は約0.10バー以上のストレスに応答することを示 それにもかかわらず、2月13日の地震の後の地震活動の変化の欠如は、5月1日の出来事の近くの断層のクーロン応力を増加させたと私達が計算したので、私達を驚かせます(約0.30バー)とわずかに月20イベント(約0.05バー)の近くの断層の応力を増加させました。 したがって、私達は、5月1日のサイトで、そしておそらく両方のサイトで地震活動の増加を予想していたでしょう。

以下に示すように、ビーチボールで計算された応力変化を視覚化することができます(Toda and Stein、2020)。 技術的には「焦点メカニズム」と呼ばれる「ビーチボール」は、活断層の向きと滑りの感覚を視覚的に表現したものです。 下の図では、赤いビーチボールは、地震の結果として特定の断層が故障に近づいたことを意味し、青いビーチボールは故障が抑制されたことを意味します。 図の各パネルは、与えられたイベントからの応力のこの伝達を示しています。

色付きのビーチボールを持つ三つの地図
この残念なことに複雑な図は、すべてのサイズ、向き、深さで来る現実世界の断層の混乱を強調しています。 私たちの計算(Toda and Stein、2020)は、この複雑さを捕らえようとしています。 そこで、NIEDのF-Netカタログからマグニチュード4.0以上の地震からの背景焦点メカニズム(ビーチボール)を使用して、単純化または理想化された断層面ではなく、活断層を表現する(Hardebeck et al., 1998). 赤いビーチボールは失敗に近づき、青いビーチボールは失敗から遠くにもたらされます。 各パネルは、その周囲に一つ(黒)の地震の影響を示しています。

連鎖反応の要素

3つのマグニチュード7のイベントはすべて2011年のマグニチュード9の余震であると自信を持って主張することができます。0東北地方太平洋沖地震 その余震シーケンスは終わりから遠く離れており、より大きなイベントが発生する可能性がありますが、おそらく過去80日間で見た速度ではありませんが、これは前例のないものです。

2月13日の衝撃は3月20日の衝撃の場所をわずかに促進しましたが、検出可能な地震活動の増加はありませんでした。 したがって、第二の衝撃が空間と時間に近接しているのは偶然であったか、沖合の小さな地震の検出可能性が限られているため、その応答を逃していた可能性があります。 しかし、その大きな計算された応力増加と一致して、第三に第二のイベントの明確な地震活動応答があります。 したがって、第二の地震による第三の地震の誘発は明らかに見えます。

最後の図の下のパネルは、特に5月1日のイベントの北東部に、多くの赤いビーチボールが残っていることを示しています。 だから、第三のイベントは、その前任者よりも小さかったにもかかわらず、このシーケンス内の地震率が非常に高いにもかかわらず、我々はこの異常なシーケ

この研究で使用されたデータについては、気象庁とNIED(国立地球科学-災害レジリエンス研究所)に感謝しています。

Hardebeck,Jeanne L.,Julie J.Nazareth,And Egill Hauksson(1998),静的応力変化トリガーモデル:二つの南カリフォルニア余震シーケンスからの制約,J.Geophys. Res.103,doi:10.1029/98JB00573.

Harris,Ruth A.(1998),Introduction to special section:Stress triggers,stress shadows,and implications for seismic hazard,J.Geophys. Res.,103,24347-24358,doi:10.1029/98JB01576.

Stein,Ross S.(1999),地震発生における応力伝達の役割,Nature,402,605-609,doi.org/10.1038/45144

Toda,Shinji,Ross S.Stein,And Jian Lin(2011),2011M=9.0東北地方太平洋沖地震後の中部日本全域での広範囲の地震活動の励起とクーロン応力移動によるその解釈,Geophys. Res.Lett. 38,doi:10.1029/2011GL047834.

Toda,Shinji,And Ross S.Stein(2020),2019年Ridgecrestシーケンスとクーロンベースの地震予測の長期および短期応力相互作用,Bull. シスモル Soc. 私は持っています。,110,1765-1780,二: 10.1785/0120200169

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