茨城沖 東京近くに大地震

「東京近くに大地震？」：サイエンス誌が3論文

『Science』誌は先週、日本を3月に襲った東北地方太平洋沖地震[東日本大震災]のときに何が起こったかを理解するための3つの論文とパースペクティブ論文を掲載した。

研究者たちが懸念しているのは、マグニチュード9という歴史的な数値だけではいない。このサイズの地震が、これまではこれほどの規模の地震を引き起こすとは考えられてこなかった断層の一部(セグメント)で起きたということが懸念されている。

「このように小さなセグメントでマグニチュード9が起こるのであれば、今まで予想されていなかった地点でも同様の巨大地震が起こる可能性がある」と、米国地質研究所のDavid Wald氏は語っている。海岸沿いで、プレート沈み込み帯の近くにあるような、世界の他の地域も、リスクを再評価する必要があるだろう。

今回の地震は、日本海溝を形成する断層の一部に沿って発生した。日本海溝は、太平洋プレートが、東日本が存在するプレート[北アメリカプレートの下に沈み込んでいるところにある。

この沈み込み帯が日本に多くの火山をもたらし、またその圧力が日本列島を押し上げることで、日本の地形をいっそう特徴的なものにしている。多くの断層がそうであるように、2つのプレートがこすれあう動きは時折つかえて止まることがあり、そのひずみが解消されるときに大地震が発生する。要するに地震とは、プレート間の相対運動から生じるひずみを解消するために起きるものだ。([東北日本太平洋下のプレート相対速度(PDF)は]年間で推定8.5センチメートルだ。)

これまでの地震記録は、このひずみが、比較的狭い範囲の断層セグメントに沿って解消されていることを示唆していた。大きな地震では通常、これらセグメントの1つか2つが活動して大部分のひずみを解消し、残りのひずみは、隣接するセグメントに移される。このプロセスが日本を地震の頻発国にしており、大きな地震も数多く発生しているが、それでも、今回の東日本大震災のように巨大なものは稀だ。ほとんどの地震は断層深部の、海溝よりも日本列島に近いところで発生してきた。

3月の地震がこれほど想定外だった理由はそこにある。そしてもう1つの理由は、これまでの記録から、この断層セグメントが他と比べて不活発に見えたことだ。おそらくは、これまではプレート同士が固着しており、地震が少なかった分、ひずみが蓄積されていたと考えられるだろう。



日本海溝においてプレート同士が固着していたとき、東日本を含む北アメリカプレートは、端の部分では下に押し下げられていたが、その近くの地域は、圧力により、若干上向きの力がかかっていた。地震によって、プレートの端は上向きに解放された。日本列島ではこの際、場所によっては4メートルを超える水平方向の動きが発生し、逆に50センチほど低下した地域もある。

一方、海では、最大の標高低下は海岸から推定50キロメートルの地点で発生し、そこでは[東日本が乗っている]北アメリカプレートが2メートル低くなったという。一方、日本海溝の付近では、プレートの端が9メートルも隆起した。しかしこれらの変化は、水平方向の移動データに比べれば小さいものだ。『Science』誌に発表された3つの論文では、海溝付近での水平移動の規模を推定しているが、それらは空間分解能[空間または物体内で識別可能な2点間の距離]の小さい順に、24メートル、30メートル超、そして最も大きな推定値で60メートルにもなる。

これらの動きの全体を合わせれば、解放されたエネルギーは9 x 10の18乗ジュールとされる(TNT火薬にしておよそ2400メガトンにのぼる)。

日本にとっての懸念は、これまで地震があまり起こっていない土地でも、その地域のプレートがスムーズに動いているとは限らないことだ。論文の1つは、海山が海溝に引き込まれる場合には、長期にわたって静かな状態が続く可能性があることを示唆している(今回地震を起こした東北沖がそうだったとみられる)。[海山によって、プレートの滑りが長期間にわたって抑えられてきて、その結果ひずみが蓄積されてきたという説を述べている]

そのため、海溝の境界付近にあって、表面的には地震活動の少ない他の地域についても、もう一度よく調べてみる必要がある。心配なことに、そのような地域の1つが、今回地震の発生した場所よりもう少し南の、より東京に近いところにあると、論文は指摘している。

[今回の地震で震源域にならなかった茨城沖は、長期間、マグニチュード8以上の地震が起こっておらず、ひずみがたまっている可能性があると指摘されている]