東 龍介

2011年東北地方太平洋沖地震は，これまで高速すべり破壊の起こらないと考えられていたプレート境界浅部域で数十メートルに及ぶ大すべりを生じたことが判明した，世界初の地震である．海底地殻変動観測結果を踏まえた地震時すべり量分布は，海溝近くのすべり量は宮城県沖に70 mに上ったのに対し，北緯39度以北では5 mに満たず（Iinuma et al., 2012），明瞭な南北変化がみとめられる．このように震源断層となったプレート境界の破壊がなぜ宮城県沖だけで海溝まで及んだのか，そのメカニズムを解明することが巨大地震の破壊過程を理解する上で重要である．本研究では，地震時すべり分布と人工地震探査で得られる構造不均質との比較から，どのような物性パラメタがプレート境界浅部域の高速すべり破壊過程に関与するのかを明らかにする． 先行研究として着手した2007年探査のデータ解析によって，大すべり域において陸側プレート内に高P波速度（Vp）異常が分布することが判明した（図1）．このVp値（~4 km/s）はバックストップ岩体に対応し，北緯38.5度以北で観測されなかった．この結果は，Tsuru et al. (2002)の示した堆積プリズムの分布と調和的であった．申請者はこれらの観測事実をもとに，三陸沖では低強度の巨大な堆積プリズムの内部変形によって破壊エネルギーが消費されたためにプレート境界すべりが減衰したと考えた．一方の宮城県沖はプリズムが小さく，堆積物よりも強固なバックストップ岩体がプレート境界断層浅部の上盤側を構成したために，破壊エネルギーが効率よく海溝近くまで伝播したと考察した．本研究では，北緯39度付近で地震時すべりが減衰したメカニズムの理解をより深めるために，2007年測線のやや陸側で地震探査をおこなってバックストップ岩体／堆積プリズムの構造境界をより詳しく把握していく．

地震時すべりが海溝に到達する地震は巨大な津波を励起する．東北地方太平洋沖地震（以降，東北沖地震）により初めて判明した．本応募以前より申請者が取り組んでいる研究によって，東北沖地震のすべり量分布と陸側プレート先端部（海溝軸から20km陸寄り）の地震学的構造との間に非常に良い相関性を見つけ出しており，海溝域での大すべりのメカニズムに構造的要因が関わっていると推察した．そこで本研究では，海溝近くで地震時に大きなすべりを生じる，いわゆる「東北沖タイプ」の大すべり域（とりわけ大きな津波を励起する場）をあらかじめ把握できるかどうかを，日本海溝での観測事実が他の巨大地震発生帯においても成り立つかを検証する．巨大地震発生帯において地震学的構造の視点から追究する．