前回までの記事では、東北地方太平洋沖地震（以下、東北沖地震）が発生した時、海底や地下で何が起きていたか、なぜ「想定外」の巨大な揺れや津波が襲ってきたのか?
その後、東北沖の海はどうなったのでしょう。
何か変化はあったのでしょうか。
海底は地震前の状態に戻ったのでしょうか。
そして次の地震は？
どこもここも限界に来ていますから、少しのショックを与えると「大地震」が起こってしまう状態です!!
9年を経ても余震は起き続けている
お寺の鐘をゴーンと突くと、しばらくの間、ウワーンというような「余韻」が残ります。
これは突かれたことで一時的に変形した鐘が、もとの形に戻るまでの過程を聞いているとも言えるでしょう。
断層がずれて大地が変形する地震にも、しばらくの間、余韻のようなものが残ります。
そのうち実際に音をたてる、つまり地震波を伴う余韻は「余震」に相当するでしょう。
一方で音をたてない余韻もあり、それは「余効変動」と呼ばれています。
まずは余震についてです。
東北沖地震の余震は、これまでに何回くらい起きたと思いますか？
気象庁の資料によれば、2011年3月11日から2020年3月7日までの9年間で合計1万4240回です。
ただし、そのうちの8000回以上は最初の1年間に起きています。
直近の1年間では、その約20分の1、マグニチュード（M）4.0以上の地震に限って言えば、約30分の1に減っています。
しかし安心してはいけません。
たとえ30分の1だったとしても、東北沖地震が起きる前の平均的な地震発生回数と比べれば、まだ多いのです。
余韻は響き続けています。
起きる地震の規模も全体としては次第に小さくなっていますが、突発的に大きめの地震が発生することもあります。
そこが鐘とはちがうところです。
東北の余震域（後述）内で観測された震度1以上の地震の月別回数（2008年3月1日〜2020年2月29日）。赤い点線は2001年〜2010年の月平均値（25.5回）を示す。2011年3月以降はずっと、それを上回っている。
東北沖地震の最大余震は、本震の約30分後に発生したM7.6です。
これは1978年の宮城県沖地震（M7.4）を上回る規模です。
その後もM7.0以上の余震は起き続け、5年後の2016年にも1回、発生しています。
M6台の余震だと、2019年でも3回、起きています。
長野県や静岡県でも誘発された地震
ただ何年も後に起きたそれらの地震は、ほんとうに余震なんでしょうか。
他の地震とは、どう区別されているのでしょう？
『広辞苑』で「余震」をひくと「大地震の後に引き続いて起こる小地震。
ゆりかえし」と、かなり大雑把です。
『大辞林』だと「本震発生の直後からある期間、本震の震源域やその付近でおこる、本震より小さい地震」とあり、わりと親切です。
それでも「ある期間」とか「その付近」などと、ぼかした表現が入っています。
実は、先ほどの気象庁の資料では
「余震活動の領域（余震域）」
というのを定めています。
東北沖地震の震源域を含む、幅約360km、長さ約640kmの長方形をした領域です。
その中で2011年3月11日以降、現在までに起きた地震を、東北沖地震の余震とみなしているわけです。
長方形でエイヤと区切ってますから、便宜的な定義だと思わざるをえません。
その外で起きた地震は、どうなるのでしょうか。
気象庁が定めた余震域（青い長方形の枠内）で2011年3月11日〜2020年2月29日に起きたM4.0以上の地震の震央分布。円が大きいほど規模が大きい。赤い円は本震を示す。2019年3月11日以降に発生した地震の震央は、濃く描かれている。M7.0以上の地震と、2019年3月11日以降で最大規模の地震には発生日時等の説明がついている。海域に引かれた破線は海溝軸を示す。
専門家に聞いてみましょう。ご登場いただくのは、海洋研究開発機構（JAMSTEC）海域地震火山部門地震発生帯研究センター主任研究員の尾鼻浩一郎さんです。
「余震て、たぶんすごく色んな意味の幅があるんですね」と尾鼻さんは言います。
「地震断層面上の割れ残った所とか、大きくすべった所の周囲とかで、本震と同じようなメカニズムの地震が起きるっていうのが、たぶん余震の正当な意味だと思います。」
「ただ本震とはちがうメカニズムだけれども、本震が起きた影響によって、本震の断層面とちがうところに、それまでとちがう力がかかったことで地震が誘発されるっていうのも、広い意味では余震ではないでしょうか」
そうなると、さっきの長方形の外で起きた地震も、余震になりえます。
やや極端な例になりますが、2011年3月12日には長野県北部で最大震度6強の地震（M6.7）が発生しています。
また同年3月15日には静岡県東部でも地震（M6.4）が発生し、やはり最大震度6強を記録しています。
どちらも内陸の活断層が震源で、東北沖地震が起きたプレート境界の断層からは遠く離れています。
しかし東北沖地震によって誘発された可能性があり、広い意味では余震とも言えるのです。
海溝軸より東側の断層にも影響
一方、長方形の中にあっても、本震とは断層の場所もメカニズムも異なる余震が起きています。
前の震央分布図で、右端のあたりを見てください。
例えば最大余震に次ぐM7.5の余震が、本震の約40分後に発生しています。
また2013年には、そこから100kmほど南でM7.1の余震が起きています。
この二つの余震の特徴は、日本海溝の海溝軸より東側（海側）の太平洋プレート内で発生していることです。
本震は海溝軸より西側（陸側）のプレート境界で起きました。
そして二つの余震を起こした断層が、引っぱられてずれる「正断層」である一方、本震の断層は圧縮されてずれる「逆断層」です。
これだけ特徴が異なっていても、やっぱり余震とみなされているのです。
地震時の断層のずれかたを模式的に表した。断層が斜めに傾いている時、岩盤（灰色のブロック）に引っぱる力がかかると、上盤（図では右側）がずり落ちる（上）。一方、岩盤に押す力がかかると、上盤はのし上がる（下）。前者を「正断層」、後者を「逆断層」と呼ぶ。
「アウターライズ」は「海溝外縁隆起帯」と訳されることもありますが、沈みこもうとする海洋プレートがたわんで、少し盛り上がった領域のことです。
海溝軸に沿って、海側に100km程度の幅があります。
アウターライズの表面には、海溝軸とほぼ平行に凸凹の筋が何本も走っています。
このうち高まりになっている部分は「ホルスト（地塁）」、溝になっている部分は「グラーベン（地溝）」と呼ばれています。
高低差は800mに達する場合もあります。この「ホルスト・グラーベン構造」をつくっているのが正断層で、アウターライズ地震の多くはそこで起きています。
本記事冒頭の海底地形図を3次元化したもの。東経144度付近の海溝軸より東側（右側）がアウターライズ。ホルスト・グラーベン構造が表れている。
近くに消しゴムがあったら、ぐっとアーチ状に曲げてみてください。するとアーチの外側には引っぱりの力がかかっているとわかるでしょう。
あまりきつく曲げると、ひびが入って割れてしまうかもしれません。
プレートが曲げられても同じで、ひび割れは正断層となります。
一方、アーチの内側には圧縮の力がかかり、プレートの場合には逆断層ができます。
ホルスト・グラーベンとして、海底地形図にも断層が表れているくらいなので、アウターライズ地震の震源は浅いと言えます。
となると津波を起こす可能性も高そうです。
セットで起きるアウターライズ地震
あまり多くはありませんが、普段でもアウターライズ地震は起きています。
ただプレート境界で大きな地震があると、とたんに頻発する場合があります。
沈みこんでいる海洋プレートが、深い方へ一気にすべるため、アウターライズも普段以上に引っぱられる状態になり、地震が起きやすくなるからです。
そして通常は圧縮されているアーチの内側までが引っぱられ、正断層型の地震が大きくなる可能性もあります。
地震が起きていない時、アウターライズの浅いところでは引っぱる力がかかり、深いところでは押す力がかかっている（A）。しかしプレート境界で地震が起きると、浅いところでも深いところでも、引っぱる力がかかるようになり、大きな正断層型地震が誘発されやすくなる。
そして1933年には昭和三陸地震（M8.1）が発生し、津波により3000人以上の死者・行方不明者を出しています。
これはアウターライズ地震で、明治三陸地震に誘発されたと考えられています。
37年もの時を経て、ほとんど変わらない規模の「余震」が起きたのです。
最近では2006年11月15日に千島列島沖でM8.2の地震が発生し、2ヶ月後の2007年1月13日に、やはり千島列島沖でM8.1の地震が起きています。
これも前者はプレート境界型地震で、後者はアウターライズ地震です。
日本海溝の北に続く千島海溝をはさんで、それぞれ陸側と海側に震源があります。
このようにプレート境界型地震とアウターライズ地震はセットで起きることがしばしばあり、似たような規模になることもあるのです。
東北沖地震の発生からは、まだ10年。
今後、数十年の間にアウターライズで巨大地震が発生する可能性も否定はできません。
本震がM9.0ですから、それに近い規模。
地震後の宮城県沖は反対に動いている!!
次は東北沖地震の静かな「余韻」についてです。
「余効変動」という、ちょっと聞き慣れない言葉を出しました。
平たく言えば地震の後に起きる地殻変動のことなのですが、その中には「余効すべり」と「粘弾性緩和（ねんだんせいかんわ）」という、やはり一般には馴染みのない現象が含まれています。
このうち次の地震がどうなるかという予測につながるのは、余効すべりです。
「アスペリティ」という言葉が出てきたのを、覚えているでしょうか。
プレート境界の中にある「すべりにくい場所」のことでした。
その周囲には、いつも静かに、ゆっくりとすべっている「安定すべり域」があります。
アスペリティはすべり遅れているわけですが、同じプレート上なので、いつまでもふんばってはいられません。
ある時、一気にすべって周囲に追いつきます。
これが地震です。
余効すべりも、現象的には安定すべり域の「スロースリップ（ゆっくりすべり）」に似ています。
ただスロースリップはプレートの沈みこみにともなって自然に発生し、多少、遅くなったり速くなったりはしますが、ずっと続いていきます。
一方、余効すべりは地震の後だけに発生し、一時的には通常の沈みこみより速くなることもありますが、だんだん遅くなっていきます。
そして、いつかは止まるか、通常のスロースリップになります。
ざっくり言ってしまえば、余効すべりはプレートが「勢い余って」しばらく止まれないでいる状態でしょうか。
なので、すべる方向も地震時にすべった方向と同じです。
東北沖地震では、陸側の北米プレートが東向きに動きました。
その大きさは第2回でお伝えした通り、牡鹿半島の先端では5m、海溝軸付近の海底では50m以上です。
ということは余効すべりも東向きになっているはずです。
ところが地震後の陸上や海底の動きを、これも第2回で紹介した「GPS音響測位法（GPS-A）」などで調べたところ、宮城県沖では反対方向、つまり西向きに海底が動いているとわかりました。
これはいったい、どういうことなのでしょうか。
地震時（左）と地震後（右）における、陸上のGPS観測点と海底のGPS-A観測点での動き。地震時は陸上も海底も東向きに動いていたのが、地震後（2011年4月23〜12月10日）は宮城県沖の海底が西向きに動いている。青色の破線は地震時にすべった量を10m単位で示した等値線。
隆起と沈降も逆転している
2008年の岩手・宮城内陸地震（M7.2）の時も相当に揺れましたけど、短かったですからね。
それから1週間後くらいに、飯沼さんは陸上にあるGPS観測点のデータ解析を始めました。
4月下旬には第2回で登場した木戸元之さん（現・東北大学災害科学国際研究所教授）らが、GPS-Aで得られた巨大すべりの情報をもたらします。
そして翌年になるとGPS-Aの観測点が大幅に増やされ、さらに詳しい解析が進められていきました。
そうした過程のわりと早い時期に、最も大きくすべった領域が西側へ動いていると判明したのです。研究者の間でも驚きの声が上がりました。
奇妙なのは地震時に東へ動いた海底が、逆向きに動いていたことばかりではありません。地震時に沈降した沿岸域が、地震後は隆起に転じています。
一方、震源域の海底は地震時に隆起し、地震後は沈降していました。
このようにがらりと変わった地下の様子を説明するため、飯沼さんはプレートや、その下にあるマントルの硬さ、そして「粘弾性」など、様々な条件を検討しました。
プレートの下は後から流れていく
物体に力を加えると、変形したり流れたりします。
こうした観点から、物体には「弾性」「粘性」「粘弾性」という性質があるとされています。
弾性は主に固体の性質で、力を加えると、加えた方向に変形し、力を抜けばすぐ元の形に戻ります。
粘性は主に液体の性質で、力を加えると、加えた方向に変形が大きくなっていき（つまり流れていき）、力を抜いても元の形には戻りません。
粘弾性は弾性と粘性の中間で、力を加えると、加えた方向に変形が大きくなっていきますが、だんだんその割合が一定になります。
そして力を抜くと変形は小さくなっていき、やがて元の形に戻ろうとはしますが、完全には戻りません。
粘弾性の例としてよく挙げられるのは卵白や水飴、ビニールなどです。
お餅とか、くちゃくちゃ噛んだ後のガムなんかも含まれるでしょう。
つきたてのお餅は指で軽く押した程度なら、いったんへこんで、ほぼもとの形に戻ります。
でも、ぎゅっと押してしまったら、へこんだままでしょう。
もっと柔らかい卵白や水飴では、力を抜いてもすぐには変形が止まらないかもしれません。
粘弾性には、もう一つ面白い性質があります。力を加えた瞬間は、あまり変形しないのですが、しばらくして、じわじわと変わっていくのです。
ビーチボールや浮き輪の空気を抜く時の様子に、少し似ています。浮き輪の弁を開いて上から潰そうとすると、最初は抵抗がありますよね。
でも押し続けていると、だんだんシューッと空気が抜けていきます。
あの感覚です。
岩石でできたプレートやマントルにも、弾性や粘弾性があると考えられます。
比較的、冷たくて硬いプレートは弾性の性質が強いため、地震前は圧縮されていたのが、地震時にはほぼ瞬間的に伸びて元の形に戻ります。
しかしプレート直下にあるマントルの上層部（アセノスフェア）は温かくて柔らかく、固体とはいえ粘弾性をもっています。
このためプレートの瞬間的な変化にはついていけず、後からゆるゆると変形していく（流れていく）ことになります。
模式的に示した地球内部の構造。
「リソスフェア（プレート）」の下にある「アセノスフェア」は上部マントルの一部で「岩流圏」とも呼ばれている。
海底下では深さ70〜250kmくらいに存在する。
大陸下にはほとんどないが、日本のような島弧の下では深さ30kmあたりに認められる。
高温のため岩石が部分的に溶けているか、それに近い軟らかな状態にあると考えられている。
次の宮城県沖地震は早まるかもしれない
計算の結果「隠れていた」余効すべりの状況が明らかになりました。
東北沖全体としては、やはり地震時と同じ東向きの動きが広く見られます。
ただ東北沖地震で大きくすべった領域では、余効すべりがほとんど起きていませんでした。
つまり、そこはすでにアスペリティとして、ふんばり始めていることを意味します。
次の地震に向けて、もう「準備」が進められているわけです。
一方、40年くらいの周期で発生する宮城県沖地震（M7.5前後）のアスペリティでも、余効すべりはあまり起きていません。
2011年の東北沖地震で、そこも一緒にすべりましたが、またふんばり始めています。
しかし、その周囲では通常のスロースリップ（約8cm/年）ではなく、もっと速い余効すべり（約20cm/年）が起きています。
すると応力がたまって、ふんばりがきかなくなるまでの時間も短くなる恐れがあります。
例えば東北沖地震以前は40年周期で起きていたのが、20年になってしまうかもしれません。
あるいは25年くらいがんばってしまい、そのぶん規模が大きくなる可能性もあります。
第3回で触れた釜石沖の「小くりかえし地震」も、東北沖地震後は頻度が急増し、また規模も一時的に大きくなりました。
原理的には、それと同じことです。
粘弾性緩和の影響を計算によって取り除いた結果、判明した余効すべりの分布。
赤あるいは青のグラデーションが濃い領域ほど、大きくすべっている。
同時に赤は地震時のすべりと同じ東向きに動いている領域を、青は逆の西向きに動いている領域を表している。
全体的に東へ動いている領域が目立つ。
付け加えると東北沖地震で大きくはすべらなかった福島県沖や、ほとんどすべらなかった三陸沖北部にあるアスペリティも、ふんばっていることがわかりました。
しかし、その周囲では、やはり余効すべりが起きています。
2016年11月に起きた福島県沖地震（M7.4）は、その影響によるものではないかと考えています。
また三陸沖北部では1968年の十勝沖地震のようなM8程度の地震が、100年弱の間隔でくり返されています。
この周期も短くなる可能性はあります。
となると、次の東北沖地震は？
「今のところですけど、東北沖の巨大地震は869年の貞観（じょうがん）地震があって、1454年の享徳（きょうとく）地震があって、2011年の東北沖地震、みたいな間隔になっているので、500～600年に1回くらいの周期でしか起きないだろうと思われています。」
第2回で触れた通り、東北沖地震では海溝軸付近で50m以上のすべりがあったと考えられています。
これを控えめにみて50mだったとします。
そしてアスペリティは50mすべり遅れるまで、ふんばれると考えます。
太平洋プレートが沈みこむ速度は年に約8cmです。
それが50mに達するまでの時間は50÷0.08＝625年となります。
黒い矢印は東北大学によって設置された20点のGPS-A観測点における年間あたりの変位量（2012年9月〜2016年5月）。
赤とオレンジの等値線は東北沖地震でのすべり量（それぞれ50mと20m）を表す。
宮城県沖では、やはり粘弾性緩和の影響による西向きの動きが目立つ。
アウターライズにある1点（G01）も西向きに動いているが、これは太平洋プレートの運動に加えて、その下にあるアセノスフェアの粘弾性緩和を直接、反映していると考えられる。
福島県沖では余効すべりで東向きに動いている。
粘弾性緩和の影響を除いた余効すべりの見積もりは、実は2011年4月から11月までの観測結果をもとにしています。
そのころ東北大学のGPS-A観測点は、まだ4ヵ所しかありませんでした。
それを20ヵ所に増やして以降の観測結果をもとに、飯沼さんらはより詳細な解析をしようと試みています（上の図）。
今後は宮城県沖ばかりでなく、三陸沖や福島県沖、そして海溝軸の東側（海側）の動きにも注目。
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