東北沖地震震源域の拡がりを規定する地下構造を解明 プレート境界浅部の厚い堆積層がすべりの特性をコントロール
2011年東北地方太平洋沖地震の巨大な断層すべりは日本海溝中部（宮城県沖）の海溝近くに限定され、南部（福島県沖）の海溝近くでは地震後のゆっくりとしたすべり（余効すべり）が進行しており、この地震の大すべりはなぜ南部へ広がらなかったかは不明でした。
本専攻 沈み込み帯物理学分野の中田令子助教と日野亮太教授は、海洋研究開発機構海域地震火山部門の堀高峰上席研究員らとともに、この原因を明らかにするために、プレート境界面近くの構造モデルの構築とそれを用いた断層すべりのシミュレーションを行いました。南部の余効すべりが起こる範囲のプレート境界に厚さ1kmの低密度層（チャンネル層）をおいた構造モデルを想定すると、福島県沖で観測される負の重力異常が説明できます。この層による摩擦特性の違いを仮定したシミュレーションでは、宮城県沖では巨大地震が繰り返し発生し、福島県沖ではゆっくりとしたすべりが長期間継続することが再現されました。つまり、プレート境界面沿いのチャンネル層の存在が、2011年東北地方太平洋沖地震の大規模なすべりが南部へ拡大するのを妨げたと考えられます。
この研究成果は、学術雑誌Scientific Reportsに2021年3月19日付けでオンライン公開されました。詳しくは理学研究科のプレスリリースのページをご覧ください。
図：本研究の概略図。左側は日本海溝中部（上）と南部（下）の地形の鳥瞰図と、断面図。中部は東北沖地震時の大すべり域であり、赤星印は震源を示す。余効すべりが発生している南部のプレート境界には、沈み込む海山によって形成されたチャンネル層（オレンジの部分）が存在する。左図の模式図では高さ方向を強調していることに注意。右側は、累積すべりの時間変化を示している。中部（赤線）では、500年以上の長い繰り返し間隔でM9地震が繰り返し発生している。南部（拡大図の青線）では、M9地震後に、余効すべりによるゆっくりとした変化が長期間継続している。