スーパーサイクルとは

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今回は、過去の地震調査や津波痕跡調査から浮かび上がってきた地震発生サイクルのモデル、「スーパーサイクル」について紹介したいと思います。

1.スーパーサイクルとは
東日本大震災の数年前、二つの研究成果が学会や学術誌などに報告されました。一つは東北地方の宮城から福島にかけての太平洋岸の地層調査の結果で、同地域には桁外れの大津波が500~1000年の間隔で何度も襲来し、その繰り返し周期から考えて、現在は“満期”になっている可能性が高いという内容でした。もう一つは国土地理院が全国に展開したGPS(全地球測位システム)観測網のデータ解析結果で、宮城県を中心に想定を上回る巨大地震を起こすのに十分な歪みが蓄積していることが示されました。
これらの研究報告は、地層調査の結果は数ある研究報告の一つとみなされ、特に注目を集めることはありませんでした。またGPS観測網のデータについては、断層が非常にゆっくり動くために揺れが感じられない「ゆっくり地震」によって歪みが解消される可能性が考えられていました。その背景には、この200~300年の間、東北地方で巨大地震が起きていないという歴史的事実の認識がありました。
しかし2011年3月11日に、M9.0の東北地方太平洋沖地震が発生してしまいました。この地震は、宮城県で近い将来に必ず発生すると予測されていたM7.4の地震の、実に200倍近い(マグニチュードが1増えると、放出されるエネルギーは32倍)エネルギーを持つ巨大地震でした。この地震が平安時代の869年に発生した貞観地震の再来であることは、東日本大震災を経験した後の私達にはわかっている事実です。
日本列島各地では、今後発生が予測される様々な地震があります。それぞれの震源域では数十年から百年程度の間隔で大地震が起きています。そうした普通の大地震が何回か続いて起きると、東北地方太平洋沖地震のように近隣の複数の震源域が連動して動き、非常に巨大な地震が1回発生するようなサイクルを「スーパーサイクル」といいます。宮城県沖では平均約600年間隔のスーパーサイクルがあり、それが“満期”になって巨大地震が発生しました。スーパーサイクルの発想は2004年のスマトラ沖地震(M9.0)で米国研究者が最初に提唱しましたが、日本では議論が進んでいませんでした。現在、宮城県以外の各地の震源域でも、スーパーサイクルの存在が浮かび上がってきています。

2.北海道東部沿岸部
北海道東部沿岸には、根室沖と十勝沖を震源として、それぞれ数十年から100年間隔で大地震が発生しています。この地域は千島海溝から沈み込む太平洋プレートが陸側プレートと固着しており、海底下では歪みが蓄積し、その蓄積が限界に達すると固着が剥がれ、プレート境界面が大きく動いて地震が起きます。固着がはがれると陸側プレートは大きく跳ね上がるので、沿岸部では急激に隆起します。そして新たな沈み込みが始まり歪みが蓄積していき、限界に達すると地震が起きる、通常はこの繰り返しです。
北海道東部沿岸部では、ここ100年の間にM7~M8級の海溝型地震が何度か発生しました。普通に考えれば地震前の地盤の沈降は地震時の隆起によって解消され、100年を通してみれば地盤の高さは一定に保たれるはずです。しかし実際の沿岸部では、この100年ほど全体としてはずっと沈降が続いています。根室の検知用所の潮位が示す地盤沈降のペースは年1cm、100年で1m下がった通常では考えられない非常に速いスピードになっています。つまり根室沖と十勝沖の震源域での100年に1回程度の大地震によって解消される歪みは全体の一部でしかなく、大部分の歪みは持ちこされ続け、それが数百年間蓄積された末に、複数の震源域が連動する巨大地震が発生すると考えられています。
北海道東方沖における巨大地震の再来間隔は約400年と考えられており、前回の巨大地震が起きたのは17世紀の初め頃なので、現在はスーパーサイクルのほぼ満期に達していることになります。そして北海道東部沿岸でのここ100年に及ぶ連続的で急激な地盤沈降は、千島海溝付近で根室沖と十勝沖の震源域が連動するスーパーサイクルの巨大地震が最終準備段階に来ていることを示唆している可能性があるのではないでしょうか。
文部科学省 地震調査研究推進本部 北海道東部地域
http://www.jishin.go.jp/main/yosokuchizu/hokkaido/p01_tobu.htm

3.南海トラフ
南海トラフ付近は東海地震・東南海地震・南海地震の3つの震源域に分かれています。ここでは日本海溝付近とは異なり、震源域の連動が通例となっています。東南海地震と南海地震はほぼ同時に起き、時間差は長くて約2年で連動することもあります。この2つの地震の再来間隔は100~150年。そして東南海地震の際、2~3回に1回は東海地震の震源域が連動するとみられています。その場合は東海・東南海・南海の3連動地震となります。その代表的なものが1707年の宝永地震(推定M8.6)で、日本で起き得る最大の地震と考えられていました。しかし東北地方太平洋沖地震の発生により南海地震の研究も見直され、従来考えられていなかった領域が震源域になり得ることがわかりました。
海洋プレートの沈み込みに伴う大地震は、海洋プレートと陸側プレート間の固着域に蓄積する歪みで発生しますが、これまでは固着域は上端が海底下10km、下端が30kmの辺りに存在すると考えられていました。つまり海底下10kmより浅いプレート境界面と30kmより深い所は固着せず、滑らかに沈み込んでいると見られていました。しかし東北地方太平洋沖地震では海底下0m、日本海溝の底あたりまで境界面が断層として動いていたことが判明しました。南海トラフ付近の震源の想定でも、海底下10kmより浅い領域では地震性の断層の動きは起きないとしていましたが、日本海溝と同じような状況になっていれば、想定より遥かに大きな津波が西日本の太平洋岸を襲うことになります。
南海トラフではおよそ400~600年に1回、規模が大きい津波が各地に襲来していることは確かのようです。そうなると100~150年間隔で起きる東南海・南海地震のうち、3~4回に1回はとりわけ津波の規模が大きくなっている可能性があります。その際には通常の3連動に加え、南海トラフ寄りの浅い部分の固着域も同時に剥がれるかもしれず、これが南海トラフにおけるスーパーサイクルを意味している可能性があります。
1707年、ほぼ同時に東海・東南海・南海地震の三連動地震が発生した宝永地震、その49日後に富士山の噴火、これがスーパーサイクルかもしれません。現在確実にいえることは、南海トラフ付近で海底下の歪みが着実に蓄積しつつあることです。南海トラフ直近の地震は1944年の昭和東南海地震(M7.9)、1946年の昭和南海地震(M8.0)で比較的規模が小さく、この時は東海地震の震源域は連動しませんでした。そのため次の大地震はスーパーサイクル級ではないかもしれませんが、かなり大きい地震、それも三連動地震だけではなく、日向灘まで連動する四連動地震の可能性も予測されています。
文部科学省 地震調査研究推進本部 南海トラフで発生する地震
http://www.jishin.go.jp/main/yosokuchizu/kaiko/k_nankai.htm

4.相模トラフ
相模トラフでもスーパーサイクルの地震の可能性が考えられています。南海トラフの海溝型地震は飛鳥時代に起きた白鳳地震まで古文書の記録を遡ることができますが、相模トラフでは1923年の大正地震(関東大震災、M7.9)と1703年の元禄地震(推定M8.1)の二つしか分かりません。それ以外にも大地震の記録はありますが、内陸の活断層型、プレート内地震、海溝型地震かの区別が難しい状況です。
1923年の関東大震災による10万人を超える犠牲者は殆どが火災によるもので、地震の揺れや津波によるものではありませんでした。それに対して1703年の元禄地震は、大正地震の震源域とそれに隣接する房総半島南東沖に至る震源域の2つが連動したとみられており、これがスーパーサイクルによる巨大地震だった可能性があります。大正地震の際には来なかった房総半島の東側まで津波が押し寄せ、推定1万人以上の死者の内、津波による犠牲者が6500人以上と推定されます。地震の揺れも相模湾沿岸や房総半島南端では震度7に達したとされ、東海道の川崎から小田原までの宿場はほぼ全滅しました。
現在、GPS観測で歪みの蓄積が確認されている領域は、元禄地震で動いた房総半島南東の震源域が中心になっているように見えます。しかしGPS観測網は陸域に展開しているため、陸域に近い南海トラフとは異なり相模トラフは房総から外洋へ伸びているので、房総半島からかなり離れたフィリピン海プレートの沈み込み域で固着が起きているかどうか全く分からず、震源域の全体像がつかめていません。
相模トラフで大地震が発生するたびに、房総半島南部では地盤が隆起します。その段丘の調査により、元禄地震の震源域の更に外洋側にもう1つ震源域があり、それが単独で動いたり隣接する房総半島南東の震源域と連動して大地震が起きているとする「外房型地震」説を発表した研究者もいます。
現在、想定されている繰り返し間隔から考えると、次の大正地震タイプが起きるまでには短くてもあと100年先になると考えられています。しかしこの海溝型地震が発生する前には内陸型地震(首都直下型地震)が発生します。津波の被害こそありませんが、その揺れによる甚大な被害が想定されており、防災意識を高める必要が重要になってきます。
文部科学省 地震調査研究推進本部 相模トラフ
 http://www.jishin.go.jp/main/yosokuchizu/kaiko/k_sagami.htm

2011年の東北地方太平洋沖地震をきっかけに日本でも考えられ始めたスーパーサイクルですが、フィリピン海プレート関連では紀元前1000年頃、平安時代前期の9世紀後半、室町時代後期の15世紀後半、江戸時代中期の18世紀初めの4つの時代が注目されます。それらの時代では南海トラフと相模トラフの両方で巨大地震が起き、富士山も噴火しているようです。
江戸時代中期には元禄地震と宝永地震、宝永噴火がありましたが、この時期には南海トラフの先の南西諸島海溝付近でも大地震が発生し、石垣島や宮古島がある先島諸島には高さ約30mの大津波が押し寄せ、約1万2000人の犠牲者が出ました。
15世紀後半と9世紀後半の時代には、日本海溝で巨大地震も発生しています。これは同時期に太平洋プレートも大きく動いたことを意味しています。そして太平洋プレートの日本海溝と千島海溝で、ほぼ同時期に巨大地震が起きている傾向もみられます。そうした時代のいくつかでは、火山活動も活発化しています。
現在、日本海溝付近でスーパーサイクルの巨大地震が起き、千島海溝でもサイクルの満期が近いと見られています。相模トラフでは状況はよくわかりませんが、内陸直下型の危険性が高くなっています。そして南海トラフではかなり大きな連動型地震が起きる時期が近付いています。
前回紹介した貞観の時代が再来しているといわれている現在です。比嘉良丸氏も南海トラフの連動型地震、そして関東から東北・北海道へも連動する地震を啓示で見せられています。地球の営みにおいては地震や噴火は当たり前の出来事です。これらの自然災害に怯えるのではなく、確実に襲来するものと意識をして万全な準備をしていくことが減災、そして自分や家族、友人の命を守ることに繋がっていきます。

内閣府防災情報のページ 地震・津波対策
http://www.bousai.go.jp/jishin/index.html


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