クレーター形成に伴う局所的沈降による津波励起：2023年10月孀婦海山事象の数値解析
- Keywords:
- Volcanic tsunami, Sofu Seamount, Crater formation, Localized subsidence, Time-dependent source process, Three-dimensional numerical simulation, Hachijō-jima
2023年10月9日（JST），伊豆・小笠原弧の孀婦海山周辺で地震が相次いで観測され，八丈島では最大約0.7 mの津波が観測された．この津波は関連する地震の規模に比べて大きく，通常の断層運動だけでは説明しにくい．活動前後の海底地形を比較した既往研究では，孀婦海山のカルデラ内にある中央火口丘に，直径約1.5 km，最大約400 mの深度変化を伴うクレーター状の凹地が形成されたことが報告されている．ただし，実際の波源過程には，隆起，斜面崩壊，爆発，複数回の波源活動などが関与した可能性があり，クレーター形成に伴う沈降だけで事象全体を説明できるとは限らない．本研究では，この地形変化を参考に，局所的な海底沈降が津波を励起し得るか，また沈降の継続時間が津波の振幅と卓越周期にどう影響するかを数値的に検討した．波源の水平規模が水深と同程度であるため，海底変位をそのまま初期水面に与える静的な近似ではなく，非静水圧応答を考慮した三次元計算を用いた．波源域では三次元非圧縮性流体モデルCADMAS-SURF/3Dで津波の発生を計算し，得られた水面変動を津波伝播モデルSTOCに入力して八丈島までの伝播を計算した．沈降を単一の時間依存過程として与え，継続時間を1～13分の範囲で変化させた．その結果，沈降時間が短いほど振幅が大きく周期の短い波が生じ，長いほど振幅が小さく周期の長い波となる系統的な傾向が得られた．八丈島の八重根および神湊の潮位記録と比較すると，いくつかの沈降時間では観測と同程度の振幅・卓越周期が得られた一方，整合性は観測点や評価指標によって異なった．以上から，クレーター形成に伴う局所的沈降は，2023年孀婦海山津波を構成した可能性のある波源過程の一つとして検討する必要がある．今後は，複数段階の波源過程，より広域の伝播計算，沖合水圧計記録との比較が必要である．