Earthquake Private Laboratory in Japan: #SP-9　熊本県熊本地方周辺の特異震源の解析(マクロ的解析)

[背景]

気象庁の有感地震全データを東経北緯を0.1度単位/深さ１ｋｍ単位のグリッドに分けた場合、Ｍ７以上の震源、かつ段数２段目あるいは３段目以上のグリッド震源はこれまで１３震源しか存在しない。これらの地震震源を段数の特異震源と呼ぶ。２０１６年４月の熊本地震Ｍ７．３は２段目であり、１３地震のうちの９番目の発生のため、#SP-9と略号。この震源を含むマクロ的な震源域（熊本県熊本地方・阿蘇地方・球磨地方）を含む矩形エリアでのＭ５．７以上の解析を行い、特異震源との関連性を見出そうとするものである。

[データ範囲と震源データ（Ｍ5.7以上）]

気象庁データ（1919/01-2026/07/26）における熊本県熊本地方・阿蘇地方・球磨地方の全震源を含む矩形エリアからＭ5.7以上の１５震源を抽出。先日、発生した令和８年熊本地震Ｍ７．１のKM-16を加えた１６震源を対象に解析を行う。このエリア内には段数の特異震源#SP-9 (KM-#10)である２０１６年熊本地震Ｍ７．３を含む。

[Ｍ５.７以上の震源推移]

下の図１に示すようにKM-#1～KM-#3までは反時計周り、反転して、KM-#2～KM#12では時計周り、KM-#12で変曲、KM-#12～KM-#15まで再び時計周り。KM-#14～#16では反時計周り。KM-#16は今年7/28の令和８年熊本地震Ｍ７．１。なお、KM-#7～KM-#14は２０１６年４月の熊本地震の前震のＭ６．５（KM-#7）から２日後の熊本地震の本震Ｍ７．３（段数の特異震源KM-#10）およびその２日後の余震M５．８（KM-#14）まで。KM-#2/KM-#05/KM-#06以外はほぼ一直線の帯状に分布。KM-#3から時計周りにいびつな大きな四角形をループ、最もKM-#3に近づいたKM-#8の手前KM-#7で２０１６年の熊本地震の前震Ｍ６.５が発生。更にループを閉じる方向にKM-#8（Ｍ５.８）が発生。ほぼ折り返しでKM-#9(Ｍ６.４)が発生。進行方向を北西に変えて本震の本震Ｍ７．３（段数の特異震源KM-#10）が発生。余震は大きな四角形のループをほぼ閉じるようにKM-#14まで進行。以降のKM-#15は約９年の間隔をおいて折り返し方向に推移。続く翌年のKM-#16が今回の令和８年熊本地震Ｍ７.１で、いびつな四角形の頂点の一つKM-#7付近まで折り返して四角形エリアの外縁で発生。

[Ｍ5.7以上の震源間相関直線とその傾き、およぴ幾何的中心]

前記１６震源を直線で結ぶ１５本の震源間の高相関式群とその傾き・切片・（東経に対する）角度・相関係数は以下の通り。

これら１５本の相関直線を図２にて追加する。

１５本のうち、５本がほぼ完全相関でR² = 1。他にも６本の相関係数も0.9998～0.9999で完全相関に近い。Ｌ１（40.1°）/Ｌ２（41.4°）/Ｌ３（40.7°）、Ｌ６（52.8°）/Ｌ１３（52.8°）、Ｌ９(-75.9°)/Ｌ１１(-73.9)はほぼ平行。KM-#10で交差するＬ８（-15.7°）/Ｌ１４（68.3°）で直交に近い（約84°）。これら１５本の相関式の傾きと切片の相関式から得られるメタ相関式y = -130.97x + 32.914の傾きと切片から震源群の幾何的中心の座標ＧＣが得られる。一方、時系列に連続した２つの震源を結ぶ１５本の線分群から得られる幾何的中心をGC(all)とすると各GCは以下の通りで図３にて追加した。

　１５相関式から算出　　　 GC （130.97 , 32.914）

　１５本の線分群から算出　GC(all) (131.29, 32.855)

その結果、ＧＣは東端の線分KM-#4/KM-#5の中点付近（この線分は前記のいびつな大きな四角形の一辺）、ＧＣ(all)はＬ７と交差するほぼ平行なＬ９(-75.9°)/Ｌ１１(-73.9)との交点の中点付近に位置（いびつな大きな四角形の一辺付近）している。

図１に同じ範囲と期間での９０km以深の震源推移を追加したものを図４に示す。

追加した９０km以深のデータは下表の通り。グラフでは茶線でラベルは震源深さ。

点線はその震源群の近似直線で傾きは29.6°でＬ１５(29.1°)とほぼ平行。

KM-#2（Ｍ６．１）は90kmのKM-d4付近、KM-#7～#10(Ｍ７．３)は102kmのKM-d1周辺、KM-#16(Ｍ７．１)は149kmのKM-d6付近。Ｍ５．７以上の震源群におけるいびつな大きな四角形の北側の辺に当たる震源群の分布と９０km以深の主要な分布はほぼ平行であり、地震エネルギーは深い所から浅い所に推移することを示唆しているとみられる。

[M5.7以上の震源間相関直線Ｌ１～Ｌ１５におけるパラメーターとの相関]

下表のようにパラメーターとして、一つ前のM7の地震との線分の傾き（北緯差ΔN/東経差ΔE）、線分切線分傾きΔN/ΔEを追加した。

震源間相関直線Ｌ１～Ｌ１５における東経vs北緯以外のパラメーター間の相関高めの図を以下に抜粋した。ただし、高相関が３点中２点の近接による可能性が高い場合はグラフを省略した。

Ｌ１(KM-#1/#9/#12)…東経 vs 北緯の相関は完全相関で相関係数１。他の高相関パラメーターでは日時 vs 深さで高相関。ただし、#9/#12は座標が近接。

Ｌ２(KM-#1/#7/#8)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9989。他の高相関パラメーターはＬ１同様に日時 vs 深さでの座標近接による高相関。

Ｌ３(KM-#1/#3/#4/#15)…東経 vs 北緯の相関係数は４震源間で0.9999。以下、４点中３点の組合せについて、Ｌ３-1～Ｌ３-4として以下に評価。

Ｌ３-1(KM-#1/#3/#4)…東経 vs 北緯は完全相関で相関係数１。他の高相関パラメーターでは日時 vs 深さで高相関。ただし、#3/#4は座標が近接。

Ｌ３-2(KM-#1/#3/#15)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9998。他の高相関パラメーターでは東経/北緯 vs 深さでやや高相関。ただし、#3/#15は座標がやや近接。

Ｌ３-3(KM-#1/#4/#15)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9999。他の高相関パラメーターはなし。

Ｌ３-4(KM-#3/#4/#15)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9986。他の高相関パラメーターはなし。

Ｌ４(KM-#3/#6/#12)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9993。その他に東経/北緯 vs 東経差ΔEもやや高相関。ただし、#3/#12は座標がやや近接。

Ｌ５(KM-#3/#12/#16)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9998。他の高相関パラメーターでは日時 vs 深さも高相関。

Ｌ６(KM-#4/#6/#14)…東経 vs 北緯の相関係数0.9998。。他の高相関パラメーターでは東経/北緯 vs 東経差ΔEも高相関。

Ｌ７(KM-#4/#10/#11)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9998。他の高相関パラメーターはなし。

Ｌ８(KM-#5/#7/#10)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9999。その他、日時 vs 東経/北緯、東経 vs 線分傾きΔN/ΔEでも高相関。ただし、日時 vs 東経/北緯ではKM-#7/KM-#10の座標が近接。

Ｌ９(KM-#5/#13/#14)…東経 vs 北緯の相関係数0.9996。その他、日時 vs 東経/北緯、日時 vs 線分傾きΔN/ΔE、東経/北緯 vs 北緯差ΔNでも高相関。ただし、いずれもKM-#13/KM-#14の座標が近接。なお。３震源のマグネチュードはＭ５.８で同一。

Ｌ１０(KM-#6/#7/#9)…東経 vs 北緯の相関係数0.9988。その他、日時 vs 東経/北緯、東経/北緯 vs Ｍでも高相関。ただし、いずれもKM-#7/KM-#9の座標が近接。

Ｌ１１(KM-#2/#9/#10)…東経 vs 北緯の相関は完全相関で相関係数１。他の高相関パラメーターでは日時 vs 北緯でやや高相関。ただし、#9/#10は座標が近接。

Ｌ１２(KM-#6/#8/#11)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9999。その他、日時 vs 東経差ΔE、東経/北緯 vs 東経差ΔE、北緯 vs 北緯差ΔN、東経差 ΔE vs 北緯差 ΔNでも高相関。日時 vs 東経差ΔEではKM-#8/KM-#11の座標が近接。

Ｌ１３(KM-#7/#9/#11/#16)…東経 vs 北緯の相関は４震源での完全相関で相関係数１。以下、４点中３点の組合せについて、Ｌ１３-1～Ｌ１３-4として以下に評価。

Ｌ１３-1 (KM-#7/#9/#11)…東経 vs 北緯の相関は完全相関で相関係数１。その他、日時 vs Ｍでも高相関。

Ｌ１３-2 (KM-#7/#9/#16)…東経 vs 北緯の相関は完全相関で相関係数１。その他の高相関なし。

Ｌ１３-3 (KM-#7/#11/#16)…東経 vs 北緯の相関は完全相関で相関係数１。その他、東経/北緯 vs Ｍでも高相関。

Ｌ１３-4 (KM-#9/#11/#16)…東経 vs 北緯の相関は完全相関で相関係数１。その他の高相関なし。

Ｌ１4 (KM-#6/#10/#16)…東経 vs 北緯の相関は完全相関で相関係数１。その他の高相関なし。

Ｌ１５ (KM-#11/#12/#13)…東経 vs 北緯の相関係数は0.9993。その他、日時 vs 東経/北緯/Ｍ、東経/北緯 vs 深さでも高相関。

高相関の多くは主要なハブである#6や#11を含む震源相関線での高相関が目立つ。

[震源間相関とその物理的挙動の推測]　

熊本エリアの地震活動は、「布田川・日奈久断層帯」という明確な地質学的構造に沿って、数十年単位の広域的な「反時計回りループ」と、数日単位の局所的な「時計回りループ」が重層的に組み合わさった破壊プロセスとして捉える事が可能。

1. 震源推移のフェーズ解析と個別挙動

熊本エリアのＭ5.7以上の活動は、大きく4つのフェーズに分かれる。

第1期：初期枠組みの形成（KM-#1 〜 KM-#3）

挙動: 1931年の深部146km（KM-#1）から始まり、1975年の阿蘇付近の極浅発地震（KM-#3）まで反時計回りに推移。

メカニズム: 深部エンジン層からの応力が地表（0km）へと突き上げられ、エリア全体の幾何学的な「外枠」を画定した準備フェーズ。

第2期：2016年熊本地震への収束（KM-#4 〜 KM-#10）

挙動: 軌跡が時計回りに反転。KM-#3から大きな領域の四角形の外周をループし、2016年4月14日の前震 M6.5（KM-#7）を経て、4月16日の本震 M7.3（KM-#10：#SP-9）に至る。

メカニズム: ループが閉じる方向にさらにKM-#8が発生し、ほぼ折り返しでKM-#9が発生。そこで進行方向を北西に変えて本震（KM-#10）に至る。これは、既存の「いびつな四角形」の境界内でエネルギーが逃げ場を失い、断層帯の最も強固な結節点で蓄積されたエネルギーが従来の強固な構造を破壊したことを示唆。

第3期：震災後の秩序再編（KM-#11 〜 KM-#15）

挙動: 本震直後の余震群（KM-#11〜#14）は、四角形ループを完結させるように進行。その後、約9年の沈黙を経て2025年にKM-#15が発生。

メカニズム: 巨大破壊によって乱れた幾何学的バランスを、既存の相関直線（L12、L14など）を埋めることで事後調整する「復元モード」と推測される。

第4期：最新の秩序更新（KM-#16）

挙動: 2026年7月28日、令和8年熊本地震 M7.1（KM-#16）が発生。軌跡は再び反時計回りに反転。

メカニズム: 2016年の破壊エリアの外縁（KM-#7付近）まで折り返す動きを見せており、システムが新たな巨大な平衡状態へと移行したと推測される。

2. 幾何学的・力学的メカニズム：立体ダムモデル

解析の結果、熊本エリアは深部と浅部が高度に同期した「立体的なエネルギー循環系」と見なせる。

「深部からの裏打ち」構造: 90km以深の震源群（KM-d1〜d11）が描く近似直線の傾き（29.6°）は、浅部の主せん断面候補であるL15（29.1°）とほぼ平行。これは、地震エネルギーが深部のスラブ変形から浅部の活断層へと垂直方向に効率的にチャージされていることを暗示。

「いびつな四角形」の檻: 震源の大部分（KM-#2, #5, #6以外）は一直線の帯状に分布しているが、その周囲を回遊するループ運動が「茂木ドーナツ」のような役割を果たしていると見られる。ループが閉じた瞬間に、中心部の固着域が「一気貫通」で破壊されることで、M7クラスへの跳躍が発生。

3. 断層構造との関連

本エリアの震源推移は、既知の活断層の走行と密接にリンクしていると見られる。

布田川・日奈久断層帯のドミノ: KM-#7からKM-#14にかけての急激な連鎖は、南西から北東へと延びる布田川・日奈久断層帯に沿った「水平ドミノ」そのものと見られる。

荷重転嫁と不動点: PCA（主成分分析）的視点では、これらの震源は特定の傾斜面（地殻内の弱面）付近に構造的に集中。一度大きな地震（M7.3）が起きることでアスペリティが小細分化され、プレートの有効摩擦面が増加するため、檻の「貯蓄容量」が更新され、より強固な固着状態へと変化。

最新震源 KM-#16 の意義: 今回のM7.1が過去の四角形エリアの外縁で発生したことは、2016年の破壊によって安定化した「本堤」をバイパスし、隣接する未破壊の断層セグメントへ応力が転嫁された結果であると推測される。

結論として、熊本地震（#SP-9）のマクロ解析は、「深部からのエネルギー供給ライン（L15）」と「浅部の断層帯ループ」が交差する幾何学的ハブにおいて、蓄積エネルギー（応力）が限界を超えて溢れ出した物理プロセスと見られる。最新のKM-#16の発生は、この「立体檻」の容量が再定義され、次の大規模なエネルギー還流サイクルが再始動した可能性を示唆しているとみられる。

[Dragonチャートにみられる状態変化]

１.　２０１６年熊本地震の前震直前まで

１０ｋｍの地震が急増して１ｋｍとの度数逆転が生じている一方で、１０ｋｍでは全体の近似直線や前後の１ｋｍ/２０ｋｍに対して最大Ｍが低い状態。