事業の成果
教授： 古村 孝志 |
東北地方太平洋沖地震の巨大津波の謎を解く |
これまで宮城県沖ではマグニチュード（Ｍ）7.5～8.0の地震が繰り返し発生してきており、30年以内に99%の確率で同規模の地震が起きると考えられてきました。ところが、3月11日に発生した地震は、想定をはるかに上回るM9.0。地震からおよそ３０分後には太平洋沿岸の広い範囲を巨大津波が襲いました。なぜ、これだけの規模にまで増大し、そして巨大津波が発生したのでしょうか。
釜石沖の海底下に設置されていた海底ケーブル津波計の記録に、巨大津波の謎を解く鍵がありました。震源域の直上で記録された津波は、はじめに海面が緩やかに２ｍ盛り上がり、そのあと5ｍまで急激に上昇する、二段階の成長を示していました（図１b）。このデータから、地震時のプレート境界のずれ動き量を見積もったところ、地震が起きると予測されていたプレート境界の深部が20m程度ずれ動いていただけでなく、さらに海溝付近の浅部プレート境界が55mも大きくずれ動いていたのです（図1a）。こうした二段階のプレートのずれ動きが巨大津波を生み出したのでした。
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図１ (a) 推定されたプレート境界の各部分のずれ動き量（単位：m）。(b) 釜石沖の２点（TM1,TM2）の海底ケーブル津波計データ（黒線）と、計算で再現された津波波形（赤線）の一致度。前田拓人東京大学特任助教（Maeda et al. ,2011)による。 |
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図２ プレートずれ動きモデル（図１）を用いて再現された巨大津波の発生と伝播のようす（地震発生から10秒後（上）、10分後（下））。 |
そもそも海溝付近では、海のプレートが陸のプレートの下に常にずるずる沈み込んでいて、大地震を起こすような歪みがプレート境界に溜まらないと考えられていました。ところが、そこには何百年分もの歪みが蓄積されていたのです。その原因を探るために、海溝付近の詳しい海底地質調査や、地殻変動観測の強化を急ぐ必要があります。というのは、近い将来発生すると考えられている東海・東南海・南海地震が起きる南海トラフでも、同様のことが起きる可能性があるからです。
平成14－16年度 基盤研究（C） 「高精度3次元数値シミュレーションに基づく南海・東南海地震の強震動分布予測」
平成20－22年度 基盤研究（C） 「地殻・マントル不均質性の定量化と、広帯域強震動シミュレーションモデルの構築」
平成23－25年度 基盤研究（C） 「高密度地震観測データ解析と大規模数値計算に基づくフィリピン海プレートモデルの構築」
（記事制作協力：日本科学未来館科学コミュニケーター 五十嵐海央）
