科学者ら、アメリカ領サモアの群発地震を追跡するリモートセンサアレイを展開

アメリカ地震学会、オールバニ、カリフォルニア州

Manu'a諸島の地図。Raspberry Shakeの位置（赤三角）と村（黒四角）、体感報告に寄与。群発の起源は黄色と赤のリングが交差する場所に局在化：Ta'u島の直下、またはその北か南の沖合。（画像：Yoonら）

2022年7月下旬から10月にかけて、アメリカ領サモアのManu'a諸島の住民は、1日に数回地震を感じ、差し迫った火山噴火や津波への懸念が高まりました。

地域の地震カタログを調べても何も出てきませんでした。なぜなら、これらの島々には地震観測ネットワークがなく、揺れを測定し、地震学者が群発地震の震源探索を支援することができなかったからです。

しかし、Ta'u、Ofu、Olosega諸島の住民は答えを必要としていました。そこで、米国地質調査所のClara Yoon氏と同僚たちは、別の方法で地震の空白を埋めることを決意。アメリカ領サモアの群発地震から250キロメートル離れた単一の地震センサで記録された揺れデータに、機械学習とテンプレートマッチングという手法を用いました。

これらの単一観測点データと住民からの揺れ報告を組み合わせ、2022年8月と9月にアメリカ領サモアに恒久地震観測点が設置されるまで、群発地震を追跡しました。

非噴火性の火山性群発地震は、2022年7月にTa'u島から約15キロメートル沖合で開始されました。サモア火山諸島は、太平洋プレートが南太平洋のホットスポットを通過することで形成されます。

頻繁な揺れ（1日数回、数秒間）に関する住民報告が、当初群発地震についての唯一の情報でした。「地震が始まったとき、アメリカ領サモアには機器による地球物理監視がなく、緊急意思決定と公共の安全に影響する震源に関する基本的な情報さえ存在しませんでした」とYoon氏は語ります。

これを解決するため、研究者たちはグローバル地震観測網の一部であるUpolu島（サモア）の遠隔地震観測点に着目しました。そのデータはEarthScopeデータセンターを通じてニアリアルタイムでダウンロード可能です。

しかし、アメリカ領サモアの群発地震の地震信号は遠隔観測点では検出が困難でした。そこでYoon氏らは、EQTransformerと呼ばれるディープラーニングモデルとテンプレートマッチング手法を用いて、ノイズの多い地震背景からこれらの微小地震を抽出しました。

「EQTransformerは、東アメリカ領サモアと位置が一致する多くの地震を発見し、最大のものは体感報告の時間と一致しました」とYoon氏。「地元住民が米国気象庁に寄せたこれらの体感報告は、地震に関する不可欠なデータソースであり、EQTransformerが検出したイベントが実際に地元住民が感じた地震と同じものであるという確信を与えてくれました。」

この新しい地震カタログにより、研究者たちは群発活動の開始とピークを特徴づけることができました。2022年8月に展開された携帯型低コストのRaspberry Shakeセンサが、群発エリアの迅速な特定に貢献。群発は2022年10月に噴火なしで終了しましたが、火山マグマの移動に関連していたと研究者たちは結論づけています。

Yoon氏は、彼らの単一観測点手法が、恒久的な地震監視が乏しく地震ハザードが十分に理解されていない世界の他の場所（津波の可能性がある沖合地域や、プレート内地震など）でも有用になり得ると述べています。また、アメリカ領サモアの群発地震で最大だったのはマグニチュード4.5で、グローバル地震ネットワークでは検出されなかった可能性が高いと付け加えました。

「近くに住んでいる人が頻繁な揺れを報告しなければ、このアメリカ領サモアの群発地震は完全に気づかれないままだったかもしれません」とYoon氏。「多くの未知の地震源と現象が発見を待っているのかもしれません。おそらく、地震学におけるディープラーニングアプローチの将来的な大規模包括的応用によって。」

詳細については、アメリカ地震学会までご連絡ください：This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.。