Presentation Information
[S22-11]Comprehensive evaluation of slip distribution and fault geometry of the 2024 Noto Peninsula earthquake based on dense GNSS networks
*Taisuke Yamada1, Yusaku Ohta1, Takuya NISHIMURA2, Yoshihiro Hiramatsu3, Yohei Kinoshita4, Keisuke Yoshida1 (1. Graduate School of Science, Tohoku University, 2. Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, 3. Kanazawa University, 4. University of Tsukuba)
2024年 1月１日に発生したMw 7.5 能登半島地震は，大規模な地殻変動とそれに伴う津波により能登半島およびその周辺域に甚大な被害を与えた．同領域では2020年末頃より活発な群発地震活動が観測され，それを捉えるために稠密なGNSS観測網が展開されている．さらに，SoftBankが全国に展開する独自の稠密GNSS観測網も使用可能な状況にある．本研究では，それら稠密なGNSS観測網に加え、ALOS-2/PALSAR-2によるLOS変位も併用することで，同地震の地震時すべりモデルを推定した．同推定においては，断層幾何の仮定が重要となる．本研究では活断層の地表トレースと余震分布との関係に基づき，断層の傾斜角に着目した検証を実施した．具体的には日本海プロジェクトによる活断層モデルを参考に断層幾何を仮定した6枚の断層を仮定した．海域に位置する断層３枚については， Fujii and Satake (2024)の断層幾何およびすべり量を使用した．陸域に位置する3枚の断層については，小断層に分割するとともに，断層面の傾斜角を30°〜60°の範囲で網羅的に探索した．すべり分布の推定には，マルコフ連鎖モンテカルロ法の一種であるNo-U-Turn Samplerを使用し，各小断層におけるすべり量，すべり角，およびすべりの平滑化パラメータを同時に評価した．
結果として，いずれの傾斜角の場合でも能登半島北西部および北東部直下の断層面に ~7 m 程度のすべりのピークが推定された．これらのすべりによって，GNSSおよびSARデータが示す輪島市および珠洲市北岸における顕著な隆起・西向き変位が説明される．一方，仮定した傾斜角は地表変位量の計算値およびすべり量の推定不確実性に強く影響する．能登半島北部中央に仮定した断層面の傾斜角は変位の再現に強く影響し，高い傾斜角 (>45°) では地表変位の上下成分の再現性が高いのに対し，低傾斜角 (≤45°) では水平成分の再現度が高い．また，断層の傾斜角が大きいほど，すべり量の事後分布の信用区間が増大 (~13 m) し，粗度の高いすべり分布が推定された．これらの結果は仮定した断層幾何やグリーン関数が地表面変位を説明するのに必ずしも最適ではない可能性を示す．結果として，観測値をよく説明するという観点では，半島北部中央における断層面の傾斜角の最適値は45°であり，同領域で反射法により示唆される活断層の傾斜角 (~60°) よりもやや小さい．
このように，断層面の傾斜角を測地観測データのみから一意に決めることは容易ではない．一方，反射法を含めた海底下構造探査データや地形データ等にもとづいて整備が進められ，海洋研究開発機構によってまとめられた海域断層モデル（https://www.jamstec.go.jp/offshorefault/index.html）では，深さ方向に傾斜が変化するリストリックなモデルも提示されている．そのため，追加的な試行として，断層面がリストリックな断層幾何を持つ可能性を念頭に，能登半島北岸部直下の断層面が浅部に高角 (=60°) かつ深部に低角 (=25°)な構造を持つことを仮定し，同様にすべり分布推定を実施した．その結果，同仮定により地表変位の水平・上下成分をバランスよく再現するすべり分布モデルを得た．得られたモデルは，傾斜角が45°の平面断層によるすべり分布モデルと比較して，観測値全体の説明度合いはわずかに低いものの，その差は小さく同程度に観測値を説明する．今回，すべり分布の推定には均質半無限媒質のグリーン関数を用いた．一方，断層浅部の地表付近のごく浅い部分と，それよりも深い部分での速度構造は大きく異なり，それらが断層幾何の仮定に影響している可能性もあるため，今後の精査が必要である．
発表では上記の結果に加え，その他の断層パラメータに関する検討，余震分布との対応，モデルパラメータの不確実性などに関して議論する．
謝辞: 本研究で使用したソフトバンクの独自基準点の後処理解析用データは，「ソフトバンク独自基準点データの宇宙地球科学用途利活用コンソーシアム」の枠組みを通じて，ソフトバンク株式会社および ALES株式会社より提供を受けたものを使用しました. また，本研究に使用したALOS-2データは，JAXAの無償公開データを利用しました．またALOS-2データの解析には，SAR研究グループPIXELを通じて得られた，小澤 拓博士の開発したInSAR解析ソフトウェアRINCを使用しました．
結果として，いずれの傾斜角の場合でも能登半島北西部および北東部直下の断層面に ~7 m 程度のすべりのピークが推定された．これらのすべりによって，GNSSおよびSARデータが示す輪島市および珠洲市北岸における顕著な隆起・西向き変位が説明される．一方，仮定した傾斜角は地表変位量の計算値およびすべり量の推定不確実性に強く影響する．能登半島北部中央に仮定した断層面の傾斜角は変位の再現に強く影響し，高い傾斜角 (>45°) では地表変位の上下成分の再現性が高いのに対し，低傾斜角 (≤45°) では水平成分の再現度が高い．また，断層の傾斜角が大きいほど，すべり量の事後分布の信用区間が増大 (~13 m) し，粗度の高いすべり分布が推定された．これらの結果は仮定した断層幾何やグリーン関数が地表面変位を説明するのに必ずしも最適ではない可能性を示す．結果として，観測値をよく説明するという観点では，半島北部中央における断層面の傾斜角の最適値は45°であり，同領域で反射法により示唆される活断層の傾斜角 (~60°) よりもやや小さい．
このように，断層面の傾斜角を測地観測データのみから一意に決めることは容易ではない．一方，反射法を含めた海底下構造探査データや地形データ等にもとづいて整備が進められ，海洋研究開発機構によってまとめられた海域断層モデル（https://www.jamstec.go.jp/offshorefault/index.html）では，深さ方向に傾斜が変化するリストリックなモデルも提示されている．そのため，追加的な試行として，断層面がリストリックな断層幾何を持つ可能性を念頭に，能登半島北岸部直下の断層面が浅部に高角 (=60°) かつ深部に低角 (=25°)な構造を持つことを仮定し，同様にすべり分布推定を実施した．その結果，同仮定により地表変位の水平・上下成分をバランスよく再現するすべり分布モデルを得た．得られたモデルは，傾斜角が45°の平面断層によるすべり分布モデルと比較して，観測値全体の説明度合いはわずかに低いものの，その差は小さく同程度に観測値を説明する．今回，すべり分布の推定には均質半無限媒質のグリーン関数を用いた．一方，断層浅部の地表付近のごく浅い部分と，それよりも深い部分での速度構造は大きく異なり，それらが断層幾何の仮定に影響している可能性もあるため，今後の精査が必要である．
発表では上記の結果に加え，その他の断層パラメータに関する検討，余震分布との対応，モデルパラメータの不確実性などに関して議論する．
謝辞: 本研究で使用したソフトバンクの独自基準点の後処理解析用データは，「ソフトバンク独自基準点データの宇宙地球科学用途利活用コンソーシアム」の枠組みを通じて，ソフトバンク株式会社および ALES株式会社より提供を受けたものを使用しました. また，本研究に使用したALOS-2データは，JAXAの無償公開データを利用しました．またALOS-2データの解析には，SAR研究グループPIXELを通じて得られた，小澤 拓博士の開発したInSAR解析ソフトウェアRINCを使用しました．