地震ジャーナル●Earthquake Journal

71 2021年6月

71

2021年 6月
大災害・コロナ・戦争 ●五百旗頭真
東北地方太平洋沖地震から学んだこと―理学的視点から― ●松澤 暢＿＿＿1
エッセイ

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災―津波工学的な視点から紹介― ●今村文彦＿＿＿11
南海トラフ地震発生帯掘削計画が明らかにしたこと ●倉本真一＿＿＿27
津波ハザードステーション（J-THIS）の開発 ●土肥裕史/中村洋光/
藤原広行＿＿＿34
コロンビアにおける地震・津波・火山災害の軽減に向けた
日本の貢献 ●熊谷博之＿＿＿41
飛騨山脈の地震活動 ●大見士朗＿＿＿50
機械学習と物理モデルのハイブリッドで地震の揺れを予測する ●久保久彦＿＿＿56
津波は地球を揺らす―遠地津波波形解析技術の向上― ●綿田辰吾＿＿＿60●書評＿＿＿＿＿68●新刊紹介＿＿＿73●ADEP情報＿＿74
囲み記事

地震予知総合研究振興会

2021 年 2 月 13 日福島県沖の地震（M7.3）
ジオパークと地震
地震記者の回想－3－

岡田義光＿＿＿24
尾池和夫＿＿＿48
川端信正＿＿＿66

地震予知総合研究振興会
ASSOCIATION FOR THE DEVELOPMENT OF EARTHQUAKE PREDICTION

エッセイ

大災害・コロナ ･ 戦争
五百旗頭真

いちばん多くの犠牲をもたらす災害は何か．
記録される範囲では，関東大震災の 10 万 5 千の死者が最大である．そのうち 9 万は火災による．日
本では火災が最も重大な災害であり，明暦の江戸大火（1657 年）も東京大空襲（1945 年 3 月）も約 10万の犠牲とされている．
火災についで多くの犠牲を強いる災害は津波であり，明治三陸津波（1896 年）も，10 年前の東日本大震災も，約 2 万 2 千の命を奪った．前者は，夕食後の夜の時間帯で気がつかなかった人も多かった程
度の微少な地震であったのに，大津波が襲来し，海辺のまちを根こそぎ壊し，人々を殺した．L2 の超巨大地震津波である東日本大震災と同規模の犠牲となったのである．
最大の内陸地震は，M8 の濃尾地震（1891 年）であり，死者は 7,273 名だった．しかし飛騨を中心に
日本海沿岸・琵琶湖畔・太平洋岸にわたり大被害を出した天正地震（1586 年）は，濃尾地震を上回る
同時多発地震であった公算が高い．正確な記録が残される時代に限れば，阪神・淡路大震災の 6,434 名（1995 年），福井地震の 3,728 名（1948 年）が続く．
台風や集中豪雨など風水害の最大は，5 千名を超える犠牲を出した伊勢湾台風（1959 年）である．
その後，日本の家とまちが強くなったこともあり風
水害は低減していたが，21 世紀に入り地球温暖化の影響もあり，線状降水帯など強烈な水害が増えている．それでも千名を超える犠牲は今のところ見られないが，今後はさらに巨大化する危険がある．

五百旗頭真［いおきべ まこと］
現職 兵庫県立大学理事長，ひょうご震災記
念 21 世紀研究機構理事長
略歴 1943 年生まれ．
京都大学法学研究科修士 課 程 修 了． 法 学 博
士．神戸大学法学部教授，防衛大学校長，熊
本県立大学理事長を経て 2018 年 よ り 現 職．
この間，政府の東日本大震災復興構想会議議長，くまもと復旧・復興有識者会議座長などを歴任．
研究分野 日本政治外交史
著書 「大災害の時代
未来の国難に備えて」（毎日新聞出版），「総合検証 東日本大震災からの復興」（編著：岩波書店）

さて，今日のコロナ禍による日本の死者は 9 千名に近づいており，それは内陸部大地震を上回り，大津波の犠牲者に迫る勢いである．百年前のスペイ
ン・インフルエンザ時の日本の死者は，内務省発表によると 38 万 8 千名であり，あらゆる大災害を上回った．全世界の死者は，第一次大戦中の国家機密であったため不確かであるが，4 千万人程度かといわれる．第二波で猛毒化したウイルスに感染した若者が 2〜3 日で死に至る事態であった．今，ワクチンが社会的に効くまで，変異強毒化させないよう耐えることができるだ
ろうか．
これら諸惨禍を上回るのが，人為の災害・戦争であり，310 万の日本人が第二次大戦で犠牲となった．米中対立が第三次大戦に帰結することをなんとしても防がねばなるまい．

東北地方太平洋沖地震から学んだこと―理学的視点から―
松澤暢
込むのが普通であると考えられている．Kana-

1． は じ め にmori（1977）は，この考え方をさらに進めて，沈み込み帯の地域性は，主として沈み込む海洋プ

わが国の観測史上最大の地震である，2011 年

レートの年齢によると提唱した．つまり，チリや東北地方太平洋沖地震（M9.0；以後「東北沖地アラスカのように若いプレートが沈み込むところ震」と呼ぶ）が発生してから 10 年が経過した．

では，海洋プレートがまだそれほど冷やされておこの地震は地震学者─特に地震予知研究を行っ

らず，軽いために浮力が働いてプレート境界を下ていた研究者─に大きな衝撃を与えた．なぜなら側から強く押し付ける．これによりプレート境界

当時，地震のポテンシャル評価や確率的評価はあの固着が強くなるので巨大な地震を起こせると彼る程度可能であるとの認識が研究者の中でも広は考えたのである．一方，マリアナのような年老まっていたが，東北地方で M9 の地震が発生しういたプレートが潜り込んでいる場所では，海洋プ

るとはだれも考えていなかったからである．

レートが冷たくて重いために簡単に沈み込んでし

なぜ，われわれは東北で M9 の地震が発生するとは思わなかったのか，この地震によってわれわまうので，大きなプレート境界型地震は起こせない．

れが学んだことは何なのか，この 10 年間に地球

南海トラフから沈み込むフィリピン海プレート

科学的に明らかになった成果をもとに，振り返っ

は非常に若く，一方，日本海溝に沈み込む太平洋てみることにする．

プレートは 1 億年程度の年老いたプレートなので，Kanamori の説は，日本付近のプレート境界

2． 東北沖地震が理学者に与えた衝撃型地震の地域性をもよく説明できるようにみえた．また，日本海溝は海溝軸で堆積物がほとんど

2．1

東北沖で M9 の地震が起こりうる

溜まらない「造構性侵食型」の沈み込み帯の典型

日本海溝沿いの東北沖の領域は普段の地震活動であり，南海トラフは堆積物がトラフで次つぎとが日本でいちばん活発であり，一方，南海トラフ

付加していく「付加型」の沈み込み帯の典型であ沿いの駿河湾から四国沖にかけての領域は普段はることも，前者でプレート境界の固着が弱く，後地震活動が低調である．これは，日本海溝沿いで者で強いと考えれば説明ができた．

はプレート境界の固着が弱いために地震活動が活

一方，Ruﬀ and Kanamori（1980）は，沈み込

発だが大きな地震は起こせず，一方，南海トラフ

み帯で起こる地震の最大規模は，沈み込むプレー

沿いは固着が強いために普段の地震活動は低調だ

トの年齢のみならず，プレート間相対速度にも依が 150～200 年に一度，巨大地震が発生するから存し，相対速度が大きいほど，巨大な地震を起こだと考えられていた．

しやすいことを示した．相対速度が大きければ，

海洋プレートと陸のプレートが衝突すると，海プレート同士が水平方向に押し合うことになって水で冷やされた海洋プレートのほうが相対的に重固着を強めあうと考えれば，これも理解できる．

いので，海洋プレートが陸のプレートの下に潜り

日本海溝でのプレート収束速度は 8～9 cm/年程
東北地方太平洋沖地震から学んだこと─理学的視点から─ ── 1

度であり，これは世界でも非常に速い部類に入る

2．
2 海溝付近のプレート境界は 50 m も滑りうるので，これだけに注目すれば，東北沖でも巨大な海で見られる普通の波は風が起こすものであ

地震が発生しておかしくないことになる．

り，動いているのは海水の表面付近だけで，海底

しかし，Stein and Okal（2007）は，Ruﬀ andの水はほとんど動いていない．これに対して津波

Kanamori（1980）と同じ検討を新しいデータでは，海底が地震によって隆起または沈降すること行った結果，沈み込み帯の最大地震の規模とプによって，その上の海水塊全体が動くために生じレート間相対速度の相関はほとんど見られなくる．したがって，同じマグニチュードの地震でなったことを示した．しかし彼らの結果でも，海あっても，震源断層が浅く，かつ高角で縦ずれの

洋プレートの年齢と最大規模との相関はやや弱く断層運動を生じる地震のほうが，大きな津波をもなったとはいえ，依然として残ったままに見えたらす．また，水深の浅いところの直下で大地震た．もし，これが逆で，地震の最大規模とプレーが起きても，その上の海水塊の体積が大きくない

トの年齢との相関が見えなくなり，プレートの収ので，結果的に大規模な津波にはなりにくい．

束速度との相関が残っていたら，東北沖は M9 の海溝付近では水深が深く，プレート境界は浅く地震の可能性の高い沈み込み帯のひとつとして注なるので，大きな津波を生じやすいことになる．

目されていたはずだが，残念ながらそうはならな

しかし，海溝付近ではプレート境界はほぼ水平にかった．

なるために，それが滑っても海底面の上下変動はもし東北沖地震が，青森県東方沖から三陸沖にかけて発生したのであれば，地震学者はそれほど小さいため，よほど大きくすべらなければ，大きな津波にはなりにくい．

驚かなかったかもしれない．この地域では 1968

一方，特に南海トラフ沿いでは，プレート境界

年十勝沖地震（Mw 8.3）や 1896 年明治三陸地震から斜めに立ち上がってくる分岐断層が発達して（Mw 8.0～8.5），1933 年昭和三陸地震（Mw 8.4）なおり，巨大地震時には，この分岐断層も動くと考ど，Mw8 級の地震を何度も経験してきたからでえられている．日本海溝沿いにも，分岐断層は見ある．一方，東北沖地震の主破壊域である宮城県

られるが，南海トラフ沿いと異なり，正断層的な沖から福島県沖にかけての領域では，M8 を超え分岐断層のほうが顕著なため，この正断層の分岐る地 震 は， 宮 城 県 沖 に つ い て は 1793 年 の 地 震断層とプレート境界に挟まれたプリズム状の岩体（M7.9～8.2）が知られていただけで，福島県沖にが地震時にポップアップすることによって，効率

ついては，少なくとも江戸時代以降には M8 以上

よく海底面を持ち上げたという考え方が，東北沖の地震の発生は知られていなかった．869 年に発地震発生直後の地震学者の間では主流であった．

生した貞観地震は，当時の国府（今の多賀城）になぜなら，単純にプレート境界が滑って，あの大大きな地震動と津波の被害をもたらしたことが，きな津波が生じたとすれば，海溝付近で約 50 m

「日本三代実録」に記載されていたものの，そのという巨大な滑りが生じた必要性があることが，実在が津波堆積物から明らかになったのは 1990

初期の頃の解析からも指摘されていて（Maeda

年頃のことであり，その後の調査から得られた津et al., 2011），そのような大きな滑り量はあり得

波堆積物の分布から推定された地震の規模はないと，ほとんどの研究者は考えてしまったから

Mw 8.4 であった（佐竹ほか，2008）．

である．

以上のように，宮城県沖や福島県沖では M8 級

しかし，海底地殻変動観測データの解析結果の地震ですら非常にまれであり，青森県東方沖や（Kido et al., 2011）や，マルチビーム深浅測量（水三陸沖を含めても M9 級の地震はまったく知られ中音波を使った水深の詳細な探査）結果の東北沖ておらず，固着が弱そうに見えた東北沖で M9 の地震前と後の比較（Fujiwara et al., 2011）により，地震が起こるとはまったく予見できなかった．

プレート境界の滑りが海溝付近で 50 m にも達していたことが明らかになり，さらにマルチビーム

2 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

深浅測量データの詳細な検討により，前述の正断からプレート境界までの間で剛性率が大きく変化

層では，少なくとも顕著な滑りは生じていなかっ

してなければ，その海底変位から推定されるプ

たことも明らかになった（Kodaira et al., 2012）．

レート境界の滑り量は剛性率の値に大きくは依存

海溝軸からすぐ陸よりのプレート境界で地震活しない．

動が低調なことは 1980 年代から知られていた

Lay et al.（2011）は，上記のような違いに注（たとえば Hirata et al., 1985）．これはこの領域で目し，地震波形データの解析の多くは標準的な地は，海洋性堆積物がプレート境界に挟み込まれ，

球内部構造をベースにした剛性率を仮定していた

またまだ浅くて圧力も小さいために，プレート境ために，海溝付近の柔らかい堆積物中の剛性率を界は固着が弱くて普段からずるずる滑っているた

過大評価し，それによってこの付近の滑り量を過めであるという解釈が，東北沖地震前の研究者の小評価してしまっていることを指摘し，適切な剛「常識」であった．実際，陸上の GPS 観測データ

性率の分布を与えれば，地震波形を解析しても海から滑り欠損分布（固着度の度合いの分布）を求溝付近で滑り量が大きくなることを示した．実

める際には，海溝付近での滑り欠損はゼロである

際，Yagi and Fukahata（2011）は，海域の構造という仮定を行っている研究がほとんどであっ探査データに基づく剛性率の分布を与えて遠地地た．しかし，東北沖地震で海溝付近が 50 m 滑っ震波形データを解析して滑り量分布を推定し，海たということと，8～9 cm/年のプレート間相対速溝付近で大きな滑りとなることを明確に示した．

度を考慮すると，この領域では約 600 年にわたっ

その後，Iinuma et al.（2012）が海陸の地殻変動てプレート境界が固着していたことになる．つまデータから慎重に推定した滑り量分布と，Yagi

り，海溝付近のプレート境界で地震活動が低調でand Fukahata（2011）が遠地地震波形から解析あったのは，そこで非地震性滑りを生じていたのした結果は非常によく似ている．

ではなく，その領域がほぼ完全に固着していたた

このように海溝付近で最も滑り量が大きかった

めであったことになり，このことも世界中の地震学者を驚かせることとなった．
2．3

大滑り域と強震動生成域は異なる場合がありうる

東北沖地震発生直後に，その滑り量分布について数多くの研究がなされたが，地震波形を使った解析では，震源（破壊の開始点）付近で滑り量が大きくなる例が多く，津波や海底地殻変動データ
を使うと，海溝付近が最も滑り量が大きくなる例が多かった（たとえば Koketsu et al., 2011）．
こ の パ ラ ド ク ス を 解 決 し た の が Lay et al.
（2011）であった．地震による断層運動の規模を表す地震モーメントは，断層の滑り量と面積と剛性率（弾性定数の一種）の積で表され，モーメン
トマグニチュード（Mw）は，この地震モーメン
トの対数に相当する．地震波から得られるのは，
あくまでも地震モーメントの情報であり，それを滑り量に換算する場合には，剛性率の値を仮定する必要がある．一方，津波波形や海底地殻変動データから得られるのは海底の変位であり，海底図 1

陸上と海域の測地データから推定された東北沖地震の滑り量分布（Iinuma et al., 2012）

東北地方太平洋沖地震から学んだこと─理学的視点から─ ── 3

ことは間違いないことが確かめられたが，一方，入り込んで，甚大な被害をもたらした．

遠地の観測から推定される高周波の地震波の発生

この現象は，津波を「波」と考えると，なかな源（たとえば Wang and Mori, 2011）や近地の観か想像しにくいため，東北沖地震前には，その危測から推定される強震動生成域（たとえば Kura-

険性がほとんど認識されていなかったように思hashi and Irikura, 2013）は，震源よりも陸側にう．たとえば相馬における潮位観測データを見る

位置していることが明らかになっている．これと，最初に引き波が 20 分程度継続したのち，海は，海溝付近では前述のとおり滑り量は大きくて面が上昇し始めてわずか数分の後に 5 m 以上にも，剛性率が小さいために地震モーメント解放速なり，それから約 20 分にわたって海面が普段よ度や破壊伝播速度がそれほど大きくなく，そこでり 5 m 以上高い状況が継続したことがわかる．仙は短周期地震動を放出しにくかったためと考えら

台平野はかなりの部分が標高 3 m 以下であり，かれる．

つ地震に伴って海岸付近は沈降したので，このよ以上のように，海溝付近で大きな滑りが生じてうに長時間にわたって海面が持ち上がれば，当防潮堤を乗り越える高い津波を生み出したこと

然，内陸奥深くまで津波が侵入する．このことを，と，次節で述べるように，広大な断層面が滑った

地震学者は事前によく理解しておくべきであった．

ことにより長波長の津波が生み出されて，内陸奥2．
5 断層強度が小さくても巨大地震は起こりうる深くまで津波が侵入したこと，さらに陸に近い側

前述のとおり，東北沖地震が起こる前は，こので強震動が生成されたことが，東北沖地震による地域のプレート境界の断層強度は弱いため，M9

被害が甚大なものになった主たる理由であった．

の地震が起こせるほどの歪エネルギーは蓄えられ

2．4

ないだろうと考えられていた．このため東北沖地

幅広い津波が被害を大きくする

前節では，三陸地域の防潮堤を乗り越えるよう震が起こった後，ここでは実は断層強度が強いのな高い津波が生じた理由を説明した．一方，津波ではないか，という議論が一時期まきおこった．

が危険なのは，その高さもさることながら，そのしかし，その後の研究結果（たとえば Hase-

波長が長いことがいちばんの理由である．このこ

gawa et al., 2012；深畑ほか，2012）により，東とは，津波の専門家にとっては常識であっても，北沖地震発生前のプレート境界のせん断応力は一般の方のみならず津波の専門家以外の地震研究

10 MPa 程度で，そのほとんどがこの地震によっ者にも，東北沖地震前には必ずしも理解されていて解放されたと推定されている．これはプレートなかった．

境界の強度が，摩擦係数に換算して 0.02～0.03 程海で生じる通常の波は風で作られるため，どん度ときわめて小さかったことを意味する．たとえ

なに大きなうねりがあったとしても，基本的にはて言うならば，幅 1 m のテーブルの上に箱を置い「寄せては返す」波である．一方，前述のとおり，ておき，このテーブルの一方を 2～3 cm 持ち上げ

津波は地震に伴う海底の隆起・沈降によって，そただけでその箱が滑る場合に，その箱とテーブルの上の海水塊がすべて上昇・下降することによっ

表面の間の摩擦係数が 0.02～0.03 となる．この摩て生み出される．東北沖地震の場合，長さ約 500

擦係数は雪面とスキーの間や，アイスバーンと革km，幅約 200 km ものプレート境界断層が滑った靴の間に働く摩擦係数に近い．

ので，この約 500 km×約 200 km の広大な領域にこのように低い強度では，M9 の地震が起こる

わたって，海水が上昇または下降して幅広い津波まで断層が滑らないで持ちこたえられるとは思えが作られた．

ないかもしれない．しかし，もしほぼ完全に固着

このような幅広い波が生じたため，「寄せ波」

している領域が海溝に直交する方向に 200 km，は約 20 分にわたって継続した．これによって，海溝に平行な方向に 100 km 程度あり，そのまわ

平野部には津波が次々と侵入していき，海岸からりで緩やかに固着度が下がっていくと，この状況

内陸へ最大約 5 km，川沿いでは最大約 10 km もが 1,000 年続いても，プレート境界のせん断応力

4 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

の増加は 10 MPa 程度であることがシミュレー

スペリティ」は速度弱化特性の顕著な領域（地震ションにより確かめられている（飯尾・松澤，性滑りが卓越する領域）と同義である．

2012）．

その後，東北沖の同じ場所で繰り返し大きな地

実際には東北沖地震の震源付近から陸に近い領震性滑りを生じている場合がある（Yamanaka

域では M7 級の地震が数十年に一度発生している

and Kikuchi, 2004）ことが明らかになり，また同ため，条件はもっと悪くなる．一方で，震源付近

じ場所で規則的に繰り返し発生する地震群（繰りより海溝側の上盤側には，前述のとおり剛性率の返し地震）が多数発見された（たとえば Igarashi

小さな堆積物が存在しており，また東北沖地震のet al., 2003）．これらの現象は，地震性滑りが卓ような地震の再来間隔は 600 年程度と見積もられ越する場所はあらかじめ決まっているとする「アている（たとえば Sawai et al., 2015）．したがっスペリティ・モデル」でよく説明でき，また，アて，少なくとも東北沖地震で滑り量の大きかっ

スペリティが孤立していれば，そこでは地震は規た，震源よりも海溝側の領域では，摩擦係数が上則的に発生することがシミュレーションでも再現記のようにきわめて小さくても，上盤を跳ね上げでき，地震の長期予測は原理的に可能であるとのようとする力も弱いため，600 年間滑らないで持展望が開けた．

ちこたえることは可能であると考えられる．

しかし，摩擦パラメータは連続量であり，地震

このようなきわめて低い強度は，プレート境界性領域（アスペリティ）と非地震性領域の境目は，の間隙圧が高い（高圧の水が入り込んでいる）こ

かなり曖昧である．実際，普段は非地震性すべりとによって生じている可能性が高いと考えられるを生じるが，近傍で大きな地震性滑りが生じたとが，強度が本当に低いかどうかも含めて，まだ論きには「おつきあい」で地震性滑りを生じる場所

争は続いている．また，このような地震活動の活が あ る こ と が， 上 記 の カ ッ プ ル ド・ ア ス ペ リ

発な領域で，そのような高間隙圧状態が 600 年

ティ・モデルでも示されていた．

間，安定でいられるかどうかも議論があるだろ東北地方太平洋沖地震は，その主破壊域についう．ただ，上記で述べていることは，600 年間ずっては，大きなアスペリティ（顕著な速度弱化域）と強度が低いということを必要とするわけではなの存在で説明できる（Kato and Yoshida, 2011）

い．600 年前に完全にせん断応力を解放するイベが，福島県沖から茨城県沖まで延びる広大な地震ントがあり，そのあとは基本的に強度の高い状態

性滑り域は，単純なアスペリティ・モデルでは説が続き，間隙圧の上昇等によりときどき強度が低明ができず，階層的なアスペリティ（hyper as-

下し，あるタイミングで，せん断応力よりも強度

perity）を考慮したモデルを考えないと説明が困が下回って東北沖地震が発生したとしても，矛盾難である（Hori and Miyazaki, 2011）
．

はしない．
2．6

アスペリティは階層構造をしている

このようなアスペリティの階層性は，前述のとおり，速度︲状態依存摩擦構成則からの当然の帰Kanamori（1981）は，断層中の強度の大きい結であり，このような階層性を考慮してアスペリ

領域を「アスペリティ」と呼び，地震の破壊過程

ティ・モデルを高度化しようとしていた矢先に，の複雑性は，このアスペリティの分布で規定され東北沖地震が起きてしまった．

ているとする「アスペリティ・モデル」を提唱し

2．
7 M9 地震でも破壊核形成過程は見えなかった

た．その後，Boatwright and Cocco（1996）は，

地震は断層が高速に滑ることによって生じる

このオリジナルのアスペリティ・モデルに対しが，その滑りはある一点から始まる．この滑り開て，滑り速度︲状態依存摩擦構成則による解釈を始点が「震源」である．このような高速滑りが生試み，この改良されたモデルを「カップルド・ア

じる直前に，来るべき震源の近くでゆっくりとしスペリティ・モデル（coupled asperity model）」

た滑りが生じて，その範囲がある程度まで広がっと呼んだ．この改良されたモデルにおいては，「アてから高速すべり（つまり地震）に転じることが東北地方太平洋沖地震から学んだこと─理学的視点から─ ── 5

岩石実験（たとえば Ohnaka et al., 1986）で確かめられている．さらにこの現象は，滑り依存摩擦

2．8

巨大地震のサイクルには粘性緩和が大きく影響している

構 成 則 に よ る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン（ た と え ば1990 年代から，GPS に代表される衛星測位シ

Matsu＇ura et al., 1992）や，滑り速度︲状態依存摩ステムが整備され，また，2000 年代からは前述

擦構成則によるシミュレーション（たとえば Tseの「繰り返し地震」によりプレート境界滑りがモand Rice, 1986）でも再現されている．

ニタリングできるようになり，東北沖で生じる

この地震発生直前にゆっくりとした滑りが生じ

M6 以上のプレート境界型地震のあとには，「余る現象は「破壊核形成過程」と呼ばれている．こ効滑り」と呼ばれるゆっくりとした滑りが生じての破壊核の形成を観測からとらえることができれいることが明らかになった（たとえば，Nishimura

ば，地震予知は可能ということになる．このようet al., 2000 ; Uchida et al., 2003）．

な検討から，ある条件のもとでは，「東海地震」の予知も可能であると期待されていた．

東北沖地震の後も大規模な地殻変動が観測されたため，当初は大規模な余効滑りが生じたのだろ

しかし，M9 の東北沖地震ですら，その地震発うと考えられた．余効滑りは基本的に地震時と同生直前の破壊核形成過程はとらえられず，2 日前

じ方向に滑るため，プレート境界断層の上盤に位の M7.3 の前震に伴う余効滑り（地震後に生じる置する陸の衛星測位観測点は地震時と同様に東向

ゆっくりとした滑り）が検知できただけであった．

きに動くことになる．海底地殻変動観測点も上盤

前述のとおり，アスペリティが階層構造を持つに存在するため，余効滑りが生じていれば東向き場合があることを認めると，大きなアスペリティに動くはずであるが，実際には本震後に西向きにの中の小さなアスペリティの中で小さな破壊核が動く観測点が多いことがしだいに明らかになり，生じ，それが小さなアスペリティの破壊を引き起

これはマントルの粘弾性緩和によるものであるとこした後，その上の階層である大きなアスペリ解釈された（たとえば Sun et al., 2014）．

ティの破壊にまで至る場合があることがシミュ

この粘弾性緩和を理解するには，アスファルト

レ ー シ ョ ン か ら 明 ら か に な っ た（Noda et al.,を思い浮かべればよい．アスファルトの上に重い

2013）．このような場合，大きなアスペリティが岩を載せると，しだいにその岩は沈降していく．

破壊する際に，大きな破壊核は生じないこととな

次にその岩を別の場所に移動すると，今度はそのり，地震予知は実質的に不可能ということになる．

新しい場所で岩は沈降していく．プレートの下にもちろん，アスペリティが階層構造を持っていあるアセノスフェアと呼ばれる柔らかいマントル

たとしても，大きな破壊核が生じてから大地震には，このアスファルトとほぼ同様の挙動をすると至る可能性もまだ残されている．しかし，近代的考えられ，巨大な東北沖地震に伴ってプレートの観測が始まって以来，明らかな破壊核が形成した

相対位置が変化したことにより荷重分布が変わ後に大地震に至った例は皆無であり，そのようなり，その下のアセノスフェアがゆっくりと変形しことが生じる確率すら不明である．

ていく様子を海底地殻変動観測点はとらえていた

以上のような観測とシミュレーションの結果かのである．

ら，破壊核の検知に頼った「東海地震」の予知は実際には粘弾性緩和以外に余効滑りも生じてい可能性が低いと判断され，直前予知により避難行

るのだが，陸の観測点では両者の影響は同じセン

動がとれることを前提として「東海地震」をタースに働くため，両者を分離することは陸の衛星測ゲットとした防災体制から，直前予知はほとんど

位観測点のデータだけでは困難であり，海底観測不可能という前提のもと南海トラフ沿い全体を対点のデータと繰り返し地震のデータが，両者の分象にした防災体制に，2017 年 11 月から大きく切離に非常に有効となる．

り替わった．

Sasajima et al.（2019）は，このような粘弾性緩和を考慮した巨大地震発生サイクルのシミュ

6 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

レーションを行った．彼らの結果によると，東北

前述のように東北沖地震でわれわれは多くのこ沖地震の後の海岸の隆起はしだいに減速しながらとを学んだが，これを M9 地震の典型として位置

も約 300 年続き，それから沈降に転じてから約づけることは過学習に他ならない．われわれが東300 年後に次の M9 の地震が生じることになる．

北沖地震から学びすぎると，次の M9 地震はまた明治以来の測地測量のデータによれば，少なくと「想定外」となりかねない．それを肝に銘じる必も東北沖地震前の約 100 年間，東北地方の太平洋要がある．

沿岸は沈降を続けていたが，これから約 300 年

3．2間，海岸は隆起を続けることになる．つまり，今，最もありそうなシナリオだけでなく，最悪のシナリオも検討し，社会に伝える

生きている人間はだれも，2011 年以前の沈降しM9.0 の地震が東北沖で発生したことにショッ続ける海岸を再び見ることはないということを，クを受けていた筆者を見て，貞観地震のことに詳

彼らのシミュレーションは示している．

しかったメディアの方が，「M8.4 の可能性は貞観地震で証明されていたのだから，M9.0 だからと

3． 災害軽減のために理学者がなすべきこと

いって，そんなにショックを受けなくても良いのでは？」とおっしゃってくださったことがある．

3．1

過学習をしてはいけない

その方は，筆者を慰めようとしてくださったのだ

東北地方で M9 の地震が発生しうるとは思わなと思うが，M9.0 と M8.4 ではエネルギーも地震かった理由はなぜか，いろいろな方々に問われモーメントも約 8 倍異なり，断層の長さも幅も滑て，前述のような説明をしてきた．これは，一言り量も 2 倍異なることを意味する．

で言えば「過学習」してしまったのだと思う．

実際，佐竹ほか（2008）が提案した貞観地震の「過学習」は最近はやりの機械学習でよく使わ最適断層モデルは，長さ 200 km，幅 100 km，平れる言葉である．あるデータセットを計算機に学

均滑り量 7 m であり，東北沖地震に比べて，すべ

習させる場合，同じデータセットを繰り返し何度て約半分である．すべて線形で計算できる範囲でも学習させると，そのデータセットについての正あれば，断層サイズが同じであっても，滑り量が解率はどんどん上昇する．しかし，あまり学習さ倍になっただけで，津波の高さは 2 倍になり，被せすぎると，今度は新しいデータセットについて

害の様相はまったく異なってしまう．貞観地震がの正解率が下がってしまうことが知られており，知られていたのだから，今回の地震の被害は予見

これが「過学習」と呼ばれる現象である．

できていたはず，とよく言われるが，そんなこと

東北沖地震前にわれわれが知っていた M9 地震

はない．たとえば佐竹ほかのモデルでは，東北沖は 10 個もなかった．そこから共通項を見出そう

地震での三陸海岸のあの高い津波は説明できない．

とさまざまな検討が行われて，得られたデータを一方，佐竹ほか（2008）をよく読むと，Mw 8.4

うまく説明するモデルが見つかり，しかもそれがというのは，津波堆積物の分布を説明するために力学的にもっともらしかったため，それが真実で最低限必要なマグニチュードを示したにすぎない

あるかのように研究者は信じてしまっていた．

ことがわかる．また，海溝で生じる津波地震タイ

そのようなやり方は，科学の世界では当然のこ

プでは，貞観地震の津波堆積物の分布を説明できとであり，新しいデータが得られて，それが過去

ないが，今回の地震のように，幅広い津波に海溝のモデルで説明できなければ，古いモデルを捨て付近で生じた高い津波も重なっていたとしても，去り，新しいモデルを構築していく，それが科学

津波堆積物の解析からは，そのことはわからない．

の営みである．しかし，災害科学としての地震学

筆者は，東北沖地震の前から，佐竹ほか（2008）においては，データの不十分性をよく自覚し，現の結果は貞観地震の規模が Mw 8.4「以上」である

時点でのモデルの不確定性がきわめて大きいことことを示していることを知っていた．しかし，地につねに留意する必要がある．

震は規模が大きいほど，その発生頻度は小さくな
東北地方太平洋沖地震から学んだこと─理学的視点から─ ── 7

るため，Mw 8.4 と Mw 9.0 の両方がデータを説明

あのとき筆者は，上記のような状況の中，いちできるのなら，Mw 8.4 の可能性のほうが高いと考ばんありそうなシナリオを説明したつもりであっえてしまっていた．

たが，その翌日の 3 月 11 日に M9.0 の東北沖地

筆者はまた，前震についても判断ミスをしてい震が発生することになる．今から考えれば，最もた．2011 年 3 月 9 日の M7.3 の前震が生じたあたありそうなシナリオだけでなく，最悪のシナリオ

りでは，1915 年に M7.5 程度の地震が生じた可能も説明すべきであった．

性があり，その後，1939 年 M6.9，1958 年 M6.7，

筆者は，研究者の一人として取材に応じてし1981 年 M7.0 と，およそ 20 年間隔で M7 前後のまった．しかし，あのとき必要であったのは，研地震が発生していた．さらに 1915 年のおよそ 20

究者個人の意見ではなく，防災のための専門家と年前の 1897 年には，一回り大きな M7.7 の地震

しての安全サイドに立った見解であった．

も発生しており，この領域と 1978 年の宮城県沖
4． お わ り に地震の震源域の両方を破壊したのが，1793 年のM8.2 の連動型地震だと考えられていた．
1981 年 の M7.0 の 地 震 の あ と，30 年 間 も M7

これまで述べてきたように，われわれは東北沖の地震が起こっていなかったので，もうすぐ M7

地震から多くのことを学んだ．それは，地震防災の地震が起こり，それまで約 20 年間隔で発生しのための研究を志していたつもりの筆者としてたのが 30 年も待たされたのだから，M7.0 より大は，「失敗」の総括とも言える．これらを思い出

きな地震が生じると危惧しており，最悪，1897

すたびに，この地震で犠牲となられた方々に対し年のような M7.7 の地震が起きたり，さらにはて非常に申し訳ない気持ちでいっぱいになる．わ1793 年のような M8.2 の地震が生じたりしてしま

れわれの後継者である若い研究者の皆さんが，こうのが，当時考えていた最悪のシナリオであった．

れを「失敗学」として学び，同じ失敗を繰り返さ

そのような心配をしていたさなかに 2011 年 2ないでほしいと願うばかりである．

月に海溝付近で M5 級の群発地震が発生し，東北大学や仙台管区気象台はかなり緊張した．1981

謝辞

年の地震の際にも，そのすぐ東側で群発地震が生

普通のレビュー論文とはまったく異なる，このじてから M7.0 の地震に至ったからである．しかような文章を書く機会を与えてくださり，また，

し 2 月は何事もなく過ぎて，警戒を緩めかけてい筆の遅い筆者の原稿を辛抱強く待ってくださっ

た 3 月 9 日に，まさしく想定していた場所で M7.3

た，本誌編集長の岡田義光氏に深く感謝いたしまの地震が発生した．

す．

このとき筆者は，地震の再来間隔を基にした地
参考文献

震の長期予測が成功し，また，規模が前回より大きくなるだろうとした予測も的中し，さらには群発地震を基にした短期予測にも成功した稀有の事例になったと興奮していた．大きな被害がなかっ

Boatwright, J. and Cocco, M. 1996. Frictional constraints on crustal faulting. J. Geophys. Res., 101,
13895︲13909.

たこともあって，そのような予測が「当たった」

Fujiwara, T., Kodaira, S., No, T., Kaiho, Y., Takahashi,

嬉しさと，心配していた M7.7 や M8.2 の地震に

N. and Kaneda, Y. 2011. The 2011 Tohoku-oki earth-

ならなかったという安堵感の中，その日のうちに

quake: displacement reaching the trench axis.

メディアの取材に応じ，自分の考えをまくしたてた．それは 3 月 10 日の河北新報の朝刊に「連動型 危険性低下か」という見出しとともに掲載された．
8 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

Science, 334, 1240.
深畑幸俊・八木勇治・三井雄太．2012．2011 年東北地
方太平洋沖地震による絶対歪の解放：遠地実体波イ
ンバージョン解析と動的摩擦弱化．地質学雑誌 ，

118，396︲409．

during the 2011 Tohoku-oki earthquake. Nature

Hasegawa, A., Yoshida, K., Asano, Y., Okada, T.,

Geosci., 5, 646︲650.

Iinuma, T. and Ito, Y. 2012. Change in stress field

Koketsu, K., Yokota, Y., Nishimura, N., Yagi, Y.,

after the 2011 great Tohoku-Oki earthquake. Earth

Miyazaki, S., Satake, K., Fujii, Y., Miyake, H., Sakai, S.,

Planet. Sci. Lett., 355︲356, 231︲243.

Yamanaka, Y. and Okada, T. 2011. A uniﬁed source

Hirata, N., Kanazawa, T., Suyehiro, K. and Shimamura,
H. 1985. A seismicity gap beneath the inner wall ofmodel for the 2011 Tohoku earthquake. Earth
Planet. Sci. Lett., 310, 480︲487.

the Japan trench as derived by ocean bottom

Kurahashi, S. and Irikura, K. 2013. Short-period source

seismograph measurement. Tectonophysics, 112,

model of the 2011 Mw 9.0 Off the Pacific Coast of

193︲209.

Tohoku Earthquake. Bull. Seismol. Soc. Am., 103,

Hori, T. and Miyazaki, S. 2011. A possible mechanism

1373︲1393.

of M 9 earthquake generation cycles in the area ofLay, T., Ammon, C.J., Kanamori, H., Xue, L. and Kim,

repeating M 7︲8 earthquakes surrounded by aseis-

M.J. 2011. Possible large near-trench slip during the

mic sliding. Earth Planets Space, 63, 773︲777.

2011 Mw 9.0 off the Paciﬁc coast of Tohoku Earth-

Igarashi, T., Matsuzawa, T. and Hasegawa, A. 2003.

quake. Earth Planets Space, 63, 687︲692.

Repeating earthquakes and interplate aseismic slip

Maeda, T., Furumura, T., Sakai, S. and Shinohara, M.

in the northeastern Japan subduction zone. J.

2011. Signiﬁcant tsunami observed at ocean-bottom

Geophys. Res., 108, B5, 2249.

pressure gauges during the 2011 oﬀ the Paciﬁc coast

Iinuma, T., Hino, R., Kido, M., Inazu, D., Osada, Y., Ito,Y., Ohzono, M., Tsushima, H., Suzuki, S., Fujimoto, H.

of Tohoku Earthquake. Earth Planets Space, 63, 803︲
808.

and Miura, S. 2012. Coseismic slip distribution of the

Matsu＇ura, M., Kataoka, H. and Shibazaki, B. 1992. Slip-2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake

dependent friction law and nucleation processes in(M9.0) reﬁned by means of seaﬂoor geodetic data. J.
Geophys. Res.: Solid Earth, 117, B07409.
飯尾能久・松澤

earthquake rupture. Tectonophysics, 211, 135︲148.
Nishimura, T., Miura, S., Tachibana, K., Hashimoto, K.,

暢．2012．東北地方太平洋沖地震のSato, T., Hori, S., Murakami, E., Kono, T., Nida, K.,

発生過程：なぜ M9 が発生したのか？ 地質学雑誌 ，

Mishina, M., Hirasawa, T. and Miyazaki, S. 2000.

118，248︲277.

Distribution of seismic coupling on the subducting

Kanamori, H. 1977. Seismic and aseismic slip alongplate boundary in northeastern Japan inferred from

subduction zones and their tectonic implications. In:

GPS observations. Tectonophysics, 323, 217︲238.

Island Arcs, Deep Sea Trenches, and Back-Arc Basins,

Noda, H., Nakatani, M. and Hori, T. 2013. Large nucle-

ed. by Talwai, M. and Pitman III, W.C., pp. 163︲174,

ation before large earthquakes is sometimes skipped

AGU, Washington, D.C.

due to cascade-up─Implications from a rate andKanamori, H. 1981. The nature of seismicity patterns
before large earthquakes. In: Earthquake Prediction:state simulation of faults with hierarchical asperities.
J. Geophys. Res.: Solid Earth, 118, 2924︲2952.

An International Review, Maurice Ewing Ser., 4, ed.

Ohnaka, M., Kuwahara, Y., Yamamoto, K. and Hira-by Simpson, D. and Richards, P.G., pp. 1︲19, AGU,

sawa, T. 1986. Dynamic breakdown processes andWashington, D.C.

the generating mechanism for high frequency elastic

Kato, N. and Yoshida, S. 2011. A shallow strong patch

radiation during stick-slip instabilities. In: Earthquake

model for the 2011 great Tohoku-oki earthquake: aSource Mechanics, Geophys. Monogr. Ser., 37, ed. by

numerical simulation. Geophys. Res. Lett., 38, L00G04.

Das, S., Boatwright, J. and Scholz, C.H., pp. 13︲24,

Kido, M., Osada, Y., Fujimoto, H., Hino, R. and Ito, Y.

AGU, Washington, D.C.

2011. Trench-normal variation in observed seaﬂoor

Ruff, L. and Kanamori, H. 1980. Seismicity and thedisplacements associated with the 2011 Tohoku-Oki

subduction process. Phys. Earth Planet. Inter., 23,

earthquake. Geophys. Res. Lett., 38, L24303.

240︲252.

Kodaira, S., No, T., Nakamura, Y., Fujiwara, T., Kaiho,

Sasajima, R., Shibazaki, B., Iwamori, H., Nishimura, T.

Y., Miura, S., Takahashi, N., Kaneda, Y. and Taira, A.

and Nakai, Y. 2019. Mechanism of subsidence of the2012. Coseismic fault rupture at the trench axis

Northeast Japan forearc during the late period of a
東北地方太平洋沖地震から学んだこと─理学的視点から─ ── 9

gigantic earthquake cycle. Sci. Rep., 9, 5726.
佐竹健治・行谷佑一・山木Res. Lett., 30, 1801.

滋．2008．石巻・仙台平

Wang, D. and Mori, J. 2011. Rupture process of the

野における 869 年貞観津波の数値シミュレーション．

2011 oﬀ the Paciﬁc coast of Tohoku Earthquake (Mw

活断層・古地震研究報告 ，8，71︲89．

9.0) as imaged with back-projection of teleseismic

Sawai, Y., Namegaya, Y., Tamura, T., Nakashima, R.

P-waves. Earth Planets Space, 63, 603︲607.

and Tanigawa, K. 2015. Shorter intervals between

Yagi, Y. and Fukahata, Y. 2011. Rupture process of thegreat earthquakes near Sendai: Scour ponds and a2011 Tohoku-oki earthquake and absolute elastic

sand layer attributable to A.D. 1454 overwash.
Geophys. Res. Lett., 42, 4795︲4800.

strain release. Geophys. Res. Lett., 38, L19307.
Yamanaka, Y. and Kikuchi, M. 2004. Asperity map

Stein, S. and Okal, E.A. 2007. Ultralong period seismicalong the subduction zone in northeastern Japan

study of the December 2004 Indian Ocean earth-inferred from regional seismic data. J. Geophys. Res.,

quake and implications for regional tectonics and the109, B07307.

subduction process. Bull. Seismol. Soc. Am., 97,
S279︲S295.
Sun, T., Wang, K., Iinuma, T., Hino, R., He, J., Fujimoto,H., Kido, M., Osada, Y., Miura, S., Ohta, Y. and Hu, Y.
2014. Prevalence of viscoelastic relaxation after the2011 Tohoku-oki earthquake. Nature, 514, 84︲87.
Tse, S.T. and Rice, J.R. 1986. Crustal earthquake
instability in relation to the depth variation of frictional slip properties. J. Geophys. Res., 91, 9252︲9272.
Uchida, N., Matsuzawa, T. and Hasegawa, A. 2003.
Interplate quasi-static slip off Sanriku, NE Japan,
estimated from repeating earthquakes. Geophys.

10 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

松澤

暢

［まつざわ

とおる］

現職

東北大学大学院理学研究科教授

略歴

東北大学理学部卒業．東北大学大学院理学研究科博士課程修了．東北大学
理学部助手，東北大学大学院理学研究科
助教授，東京大学地震研究所助教授等を経て 2008 年 4
月より現職
研究分野

地震学

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災―津波工学的な視点から紹介―
今村文彦
旧・復興，将来への備えを一連の災害サイクルと1． は じ め にとらえ，それぞれのプロセスにおける事象を科学的に解明し，その教訓を一般化・統合化すること

1．1

東北地方太平洋沖で発生した地震および関を目的とした．さらに，東日本大震災における調連被害の命名査研究，復興事業への取り組みから得られる知見

東北地方太平洋沖で発生した地震（2011 年 3

や，世界をフィールドとした災害科学研究の成果

月 11 日午後 2 時 46 分頃）は気象庁により平成を社会に組み込み，複雑化する災害サイクルに対

23 年（2011 年）東北地方太平洋沖地震と命名さして人間・社会が賢く対応し，苦難を乗り越え，れた．震災名については，直後には名称もさまざ

教訓を活かしていく社会システムを構築するため

まに呼ばれ，東北関東大震災，東日本巨大地震，に「実践的防災学」として体系化を目指している．

3.11 大震災などがあったが，いまは，最も広域な

1．3

工学的な視点で整理表現である ｢東日本大震災｣ が一般に使われていこの中で，社会への応用を踏まえた工学的な視る．日本の観測史上最大の巨大地震であり，その点で得られた知見や今後の対応について，紹介す直後に沖合で発生した津波も広域に来襲し沿岸域ることが本文の目的である．一般に，工学とは，を含めて多大な被害を出した．広域での複合災害

社会生活の中で利用されるために，計画・設計・であり，強震の後，津波，液状化，地滑り，火災製造・整備・維持管理を行う各段階において基礎に加えて原発事故も含めて多様な被害が連鎖して的な科学を応用していく技術の総称であるといえ発生し，人類が経験のない被害となった．

る．したがって，先ほどの「災害科学」と「実践

1．2

的防災学」の分野と重なり，東日本大震災などで学際的な研究の視点

未曾有の大被害を出した東日本大震災から 10得られた基礎科学的な知見を社会で活用していく

年が経過した．広域の複合災害であり，現在も影ことが肝要である．東北大学では，1992 年に津響が継続している状況も報告されている．このよ

波工学の研究分野が発足し，将来の津波研究を発

うな震災を理解し，今後の防災・減災のためには展させ，影響を予測し，リスク評価や津波警報シ

多面的な視点での学際研究が必要であった．そのステムの提案等により被害の軽減や早期復興に向実態は今も未確定の部分もあるが学術的な連携のけた技術開発を目標としている．そこでは，発生中で研究が進んでいる．従来の自然科学としてのメカニズムを考慮したハザード予測，社会脆弱側面のみならず，人文・社会科学，災害医学・健性・暴露性を踏まえた被害予測・評価，その結果

康科学として捉え，われわれが従来では知らないに対するさまざまな対策の提案とその減災効果の姿を炙り出し，将来における社会での防災・減災検討が主な内容になる（Imamura et al., 2018）．

に不可欠な要点を明らかにしなければならない．

東日本大震災でのハザードに関しては，強震動

このような背景の中，大震災 1 年後に災害科学の後に，リアルタム観測波形や沿岸での津波痕跡

国際研究所が東北大学で設立され．災害科学は事

データなどがあり，津波の浸水・冠水，浸食・堆前対応，災害の発生，被害の波及，緊急対応，復積による地形変化，などの挙動も広く把握できた

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災─津波工学的な視点から紹介─ ── 11

M6.9 の余震が発生している．3 月 20 日には津波注意報も発表された．当時の主な断層活動の範囲
は，南北約 500 km 東西約 200 km にわたると推定され，断層のすべり量は最大で 30 m を超えたとされる．これによる海底変動が海面の変化をもたらし，巨大な津波が生じた．過去，この日本海溝沿いの地域は，三陸沖，宮城県沖，福島県沖，
海溝沿い（沈み込み帯），など個別地域でそれぞれ固有的な地震発生が評価されていたが，今回，
図 1 複合災害（連鎖する過程），今村（2020）に加筆

一気に連動し超巨大地震が発生したことになる．
津波については地域により 2 つの姿があった．
1 つはリアス式海岸を有している三陸沿岸で最大と考える．さらに，伴って発生した被害について

遡上が 40 m を超えるような規模であり，過去のは，人的被害，家屋・建物被害，沿岸構造物・イ

慶長，明治や昭和三陸沖地震津波とほぼ同じよう

ンフラ被害などに加えて，沖合での養殖筏，船舶

な浸水範囲であった．ここでは，押し波だけでななどの漂流，さらには，可燃物の流出と火災，道く引き波の破壊力も甚大になっている．もう 1 つ路・鉄道（車両も含む）など交通網への障害・被は，直線状海岸を持つ仙台平野より南側の低平地

害，そして，原子力・火力発電所など施設への影

で の 津 波 で あ り， 浸 水 範 囲 が 広 く 最 大 規 模 は響などが報告され，その中には従来にない規模の15 m 程度の津波高さが残されている．この津波ものもあった．現在想定される複合的な津波被害

規模は 2011 年以前に評価されていた宮城県沖地のほとんどのパターンが発生したと考えられる．

震津波（連動）の想定を遥かに上回り，防潮堤を複合的なハザードによる連鎖的な被害はきわめて越えた津波の浸水範囲も 10 倍以上になり，広域複雑であり，図 1 に示されたような過程の理解とな範囲で長期間の浸水がみられた．

定量化が必要である．今後も災害は進化し続け，

2．2

その発生から拡大の過程は連鎖により複雑化していくと考えるため，東日本大震災で得られるこのような知見は非常に重要である．

多段階の断層運動―時間差破壊と動的プロ
セス

巨大地震による広域で複雑な断層破壊が海底の変位を生み，海面変動を伴って津波が発生していった．観測された地震や津波波形を利用した断2．地震と津波の発生と観測・調査

層運動の推定（たとえば，藤井・佐竹，2011）が―複雑な発生過程―

検討されているが，特徴としては，宮城・福島沖での海底変化（断層のすべり量）が大きいこと，

2．1

巨大地震および津波の概要

しかも，日本海溝沿いの値が大きいことが示唆さ

この震源は宮城県沖であり，事前に想定されてれている．深い海域で大きな海底変化が生じる

いた地震（宮城県単独と連動）のわずか沖に位置と，それだけ大きな規模の津波が発生することにしていた．しかし，地震の断層破壊は 3 分以上続なる．実際，各地で津波が観測されているが，図き，はじめは福島県・宮城県・岩手県沿岸を中心

2 に示されたように海域で 6 m 程度（釜石，海底とした活動であったが，北は青森，南は茨城・千津波計），沿岸で 10 m 以上の規模が記録されてい葉方向に強い揺れが広がった．現在の余震の分布

る．特に津波波形を利用した断層運動の推定（たも，東北・関東地方での東日本太平洋沖の広範囲

とえば，杉野ら，2013 ; 藤井・佐竹，2011 ; 東北に至っており，先日の 2021 年 2 月 13 日の深夜に大学，2011 ; Satake et al., 2013）が行われている

福 島 県 沖 で M7.3，3 月 20 日 夕 方 に 宮 城 県 沖 でが，特徴としては，（1）段階的に各セグメント（断12 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

図 2海底津波計（TM2）で観測された津波波形（東大・東北大による観測）層）で破壊が生じたこと，（2）震源付近で初期の津波が発生しその後に海溝沿いに移動していること，（3）宮城・福島沖での海底変化（断層のすべり量）が大きいこと，しかも，（4）日本海溝沿いの値が大きいことが示唆されている．

図 3

東北沿岸の GPS 波浪計で捉えた津波初期の波形（河合ら，2011）現在までに，津波波源モデル（根本ら，2019）
すなわち，津波を発生させた水位の変化が推定さ

北部から福島県沖に設置された 6 つの GPS 波浪

れている．地震発生から 60 秒前後で震源を中心

計は 2 段階の津波の発生を捉えていた（図 3 参とした宮城県沖，その後の 15 秒以降では，三陸照）．地震発生から 10 分後にはゆっくりとした海

沖北部などに移動していることが示され，今回の面の上昇がみられ，そのさらに約 10 分後には急巨大地震が多段階の断層運動を伴って生じてお激な水位上昇が生じており，ここでも 2 段階の津り，その結果としての津波も時間差破壊により発波が来襲したことが分かる．第 1 段階の津波は，生し，動的なプロセスの重要性が示された（今村，

1 m 程度の波高で周期が 1 時間程度（長周期成2015）．

分）であると推定されるが，第 2 段階の津波は，

2．3

その波高にして 3 m 以上，周期が 10 分以下（短観測された 2 段階での津波発生

従来の験潮記録のほか，沖合で津波が観測され周期成分）であると読み取れる． これらは後ほて当時の発生状況を把握することができた．たとど説明する逆解析に用いられ発生過程の理解に役

えば，先ほどの図 2 に示された，当時設置された

立ったうえに，当時，沿岸へ津波が到達するまで，沖合海域（深さ 1,000 m 以上）でも波高 5 m 程度

リアルタイムで共有され，気象庁による津波警報（釜石海底津波計や GPS 波浪計）であり，30 分（第 2 報など）の修正に活用された．

程度の押し波の成分（2 m 程度）の上に，5 分程

今回の大震災において，気象庁は地震発生 3 分

度の短い成分（3 m 程度）が重なった波形（2 つ

後に津波警報の第 1 報を発表したものの，発表さの段階）がみられた．これは，多段階での断層運

れた津波の高さ予想が過小であったことなどによ動の影響を示しているものであり，特に，海溝沿り住民避難が遅れ，被害の拡大につながった可能いでの大きなすべりの影響が大きいことが示唆さ性が指摘された．この教訓を踏まえ，気象庁は，れている．

津波警報の改善に向けた検討を行い，より住民の同様に，海底津波計に加えて GPS 波浪計によ

避難につながる警報となるよう改善の方向性につる記録でも確認できた（河合ら，2011）．岩手県

いて整理し，早期に運用を開始することとした．

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災─津波工学的な視点から紹介─ ── 13

以下がその内容である．
具体的には，津波警報の第 1 報において，地震
規模の過小評価の可能性があると判定される場合には，当該海域で想定される最大のマグニチュード等を適用し，また，予想される津波の高さを数値ではなく，「巨大」等の定性的表現で発表することにした．これにより通常の地震とは異なる非常事態であることを伝え，迅速な避難を促すこととした．また，津波の高さ予想の区分は，津波の高さと被害の関係や津波予測の誤差，とりうる防図 4

災対応の段階等を踏まえて，現状の 8 段階から 5段階にすることとした（国交省，2012）．
2．4

調査で得られた津波高（暖色；浸水高，寒色；遡上高）（東北地方太平洋沖地震津波
合同調査グループ提供）

沿岸での津波痕跡データ

大震災の発生後に，関係の専門家やエンジニア

で 30 m を超える地域も広範囲に及んでいる．こが東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループをの地域では浸水高より遡上高が大きく，内陸に遡立ち上げ，東北地方を中心に北海道から九州に至上していく過程で増幅が見られたことを示している全国で津波調査を実施し，津波痕跡などの測定

る．青森県から茨城県にわたる広域なエリアでを行った（東北地方太平洋沖地震津波合同調査グ

は，痕跡高が 10 m を超えており約 425 km になループ）．最終的には，合計 48 研究機関，計 148

る．この距離は，今回の震源域の南北方向の長さ

名もの研究者が参加した大規模な津波痕跡調査とに匹敵する．この地域では，浸水高と遡上高がほなった．さらに，5 月以降には気象庁，国土交通

ぼ同じ程度で分布しており，海域からの津波高さ

省東北地方整備局，青森県・県土整備部，岩手が同じレベルで内陸に浸水していったことを示唆

県・県土整備部，宮城県・土木部，福島県・土木する．なお今回の津波の遡上高さとしては，最高部などの実務者が加わり，より広範囲で痕跡デー

40.4 m が記録されている（森，2011）．これらのタの提供をいただき，日本における津波痕跡デー

データは，津波数値解析の再現性の確認だけでな

タをほぼカバーできた．2011 年 7 月初旬までにく，各地の復興計画の作成に活用されたうえ，津測量されたデータは合計 5,000 点を超え，世界的波防災のレベル 1・レベル 2 の評価にも用いられに見ても非常に大規模かつ空間的に高密度な津波

た．

痕跡高データセットが得られた．各調査班のデー
タは，事務局でスクリーニングを掛け，測量方法

3． 津波の発生モデルの推定と今後のに応じて潮位および標高等の補正を行い統一デー

ハザード予測タセットの作成を行った．潮位補正においては，
三陸付近の潮位観測データ（津波により潮位計な3．1

逆解析による波源モデルの推定どが破壊）が不足していることに加えて，データ

現在，地震動や測地のデータだけではなく津波数が膨大であるため，数値シミュレーションを併波形も利用した断層運動の逆解析が行われており

用して，最大波到達時間の推定を行い，国立天文複雑な震源過程が推定されている．津波を考慮し台の天文潮位データベースを用いて補正を行ってた場合には，2. 2 で述べたように，（1）各セグメ

いる．

ント（断層）で段階的に破壊が生じたこと，（2）

図 4 に 3 次元的な分布のイメージを示す．三陸

震源付近で初期の津波が発生しその後海溝沿いに沖を中心に，痕跡高が 20 m を超える地域が南北移動していること，（3）宮城・福島沖での海底変に約 290 km 以上にわたり，宮古市や女川町付近

化（大すべり域や超大すべり域）が大きいこと，

14 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

図 5

逆解析により推定された津波波源モデル（最終変位量と 30 秒ごとの時間変位量）（根本ら，2019）

図 6

津波波源の特性化について（杉野ら，2014）

しかも，（4）日本海溝沿いの値が大きいことが示

3．2波源モデルの特性化—将来の予測に向けて唆されている．これらの特徴は，いくつかは地震

今後，巨大地震の際に，津波をどのように推定動や測地によるモデルと異なっている．どのデーするのか？特に超大すべり域がつねに伴うのか？

タを使うかにより結果が異なる．最近では，沖合その場所はどこなのか？などの議論が活発に行わ

津波波形，津波痕跡高データに加えて陸域・海域

れた．将来予測のためには，地震動などの断層モ

測地データ，GNSS データを融合させて推定する

デルを参考にしつつも，プレート間地震による津事例がある（根本ら，2019）．その結果，図 5 に波の波源域やすべり分布等の設定方法をルール化示すように，地震発生から約 1 分後に宮城県沖でし，そこでの特性は保ちながらもある程度シンプ

主要な断層すべりが生じるとともに岩手県沖の海

ル化する波源モデルが必要である．これは ｢特性

溝軸に沿って地震発生から 5 分後までゆっくりと化｣ と呼ばれており，東日本大震災における評価

したすべりが継続する断層モデルが推定された．

の問題点（過去のデータに基づく既往最大を中心

しかも，岩手県北部沖では，地震動にはない断層にした考え）を解決し，不確定性も考慮しながらすべりが顕著であり，地すべり性津波の可能性も幅広く検討しながら確率的評価にも応用できる．

含めて注目されている．

現在，プレート間地震による津波の特性化波源モデルの構築が現在図られている（杉野ら，2013，
東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災─津波工学的な視点から紹介─ ── 15

2014 ; 文科省地震調査研究推進本部津波評価部
会，2015）．特性化波源断層モデルの設定では，断層全体の形状や規模を示す巨視的波源断層特性
および波源断層の不均質性を示す微視的波源断層特性という 2 つの特性を考慮して断層パラメータを与えることになる．図 6 に示したように大すべ
り・超大すべりの配置（位置）については，プ
レート構造などを考慮して，可能な範囲で選択することになる．場所などのパラメータ（破壊開始
点やライズタイムなど）を変えた複数のケースを仮定すれば，確率的な津波高さの評価が実施可能となる．さらに，津波地震，アウターライズ地震などのケースも含めて適用範囲を拡げていくことになる．
なお，繰り返しになるが，逆解析（インバージョン手法）により，地震動，測地に加えて，津波そのものを活用し断層モデル（または，直接に海面変動）の推定を行うなか，本来であればそれぞれのモデルが一致するはずであるが差違が指摘されている．個々の事象の再現であれば大きな課
題とはならないと思われるが，一定の断層モデルの下に地震動，地盤変動そして津波などを予測や評価する際には，避けては通れない問題となる．
3．
3 広域高密度リアルタイム観測による精度向上

図 7

日本海溝海底地震津波観測網（S-net）の整備（https://www.seaﬂoor.bosai.go.jp/S-net/）

東日本大震災ではリアルタイム観測の重要性が再認識された．実際に地震等が発生した場合に置し，ケーブル全長は約 5,500 km になる．海溝は，沖合観測のデータを活用すれば，沿岸に到達型地震や直後の津波を直接的に検知し，迅速かつする前に津波を監視できるため，迅速な津波警

確実な情報伝達により被害の軽減や避難行動など

報・注意報の更新や解除等の判断に有用な情報との防災対策に貢献することが期待される（今村，なる．現在，気象庁は，逆解析手法（tFISH）に2021）．

も取組み，リアルタイムで波源の推定精度を向上

さらに，沿岸および沖合での津波の観測の強化させるシステムの実用化を検討している．断層モと，観測データを活用したリアルタイムの津波予デルを仮定しない手法でもあり，非地震性として測技術の開発が進められている． Makinoshima

地すべりや火山などに起因した津波に対しても適et al.（2021）は，事前にスパコンなどを活用し用できると考えられる．これに必要な観測網として得られる多数シナリオを想定した津波シミュて，地震後に防災科学技術研究所は，図 7 に示さレーションによる人工的な津波等の模擬観測デー

れたように地震計と水圧（津波）計が一体となっ

タと予測地点での津波浸水波形の関係を AI に学た観測装置を海底ケーブルで接続し，これを日本習させておくことで，大地震発生災時には，リア海溝から千島海溝海域に至る東日本太平洋沖に設ルタイムに得られる実観測データに基づき，AI

置し，リアルタイムに 24 時間連続で観測データが予測点に到達する津波高の規模やその時刻の情の取得を開始している．観測装置は 150 カ所に設報を含む津波浸水波形を即座に予測する方法を提16 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

案した．学習済みの AI が沖合の津波の観測情報のために，破壊力が増し被害が増大することにな

等から，予測点の津波の浸水波形を直接予測する

る．特に仙台湾では，波が壁のようになって来襲ため，津波波源推定のプロセスを省略できるほする波状性段波が観測されて，一気に陸上に遡上か，学習済みの AI による予測は通常の PC でもしていった．砂州や防潮堤を越えて陸上に遡上し十分高速に実行可能なため，現実的な津波防災にた津波もあるが，河川や運河に沿って浸入した津向けた詳細な予測に際して従来必要であった大規

波もあり，さまざまな報告や映像からスピードを模な計算資源を必要としないメリットがあり，実変えながら市街地などに来襲していたことが示さ

用性が高いと言える．

れた（今村，2020），やがて，内陸への遡上が終わるとその後，逆に海域へ「戻り流れ」となって

4． 沿岸域での巨大津波の実態―挙動と被害像逆流する．陸上部での地形勾配が大きいと，重力の斜面分力も加わり戻り流れは加速されて，大き4．1

巨大津波の伝播・遡上―沿岸域での挙動な流速が生じ海岸線などで浸食などがみられた．

津波は深海から浅海を経由して沿岸域に達して4．
2 巨大津波による被害発生―過去にない被害像

いた．図 8 に示された津波は，三陸沖合で発生しこの津波による影響は，従来から地震が多くリ

約 20～30 分で沿岸に到達した．過去においても，

アス式海岸など複雑な形状地形を持ち，津波被害

複雑な海岸線形状を持つ三陸沿岸では，津波の波の大きかった三陸海岸地方（大船渡・陸前高田・高増幅がみられた，一方，仙台湾，福島沿岸では気仙沼・女川）に加えて，過去においては，砂浜

直線状海岸であり，石巻や東松島などは牡鹿半島などの海岸線が直線状であり，津波による大きなの背後に位置していたため自然の堤防機能によ被害を受けていなかった地域である仙台湾周辺

り，従来では大きな津波は見られなかった．しか（石巻，東松島，仙台，名取）や福島沿岸などもし，東日本大震災の場合には，津波の発生域が宮含まれた．大規模および長期間の浸水，沿岸構造

城県沖・福島県沖さらには茨城県沖まで拡大した物や建物などの被害メカニズム，漂流物（瓦礫，ために，南側から直接に，巨大な津波がこの地域

船舶，車両，タンクなど）による被害の拡大プロを襲ったことになる．

セス，大規模火災の発生原因などがあり，広い範

さらに，そこで発生した津波の水位が海水面よ

囲にさまざまな被害が生じた．仙台市沿岸部でり上昇するとそれが押し波となって陸上または河は，伊達政宗の時代から植林されてきた防潮林が川を遡上した．浅海域になるにつれ津波の伝播す整備され，以前から津波の被害低減の効果が期待る速度は遅くなるが，一方で流速は増加する．そされたが，今回の津波の破壊力は大きく，多くの

図 8

津波の伝播過程の様子

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災─津波工学的な視点から紹介─ ── 17

表 1 津波被害の誘因，素因，影響・被害例
誘因

素因

影響・被害事例

浸水・冠水

海底・沿岸地形， 人的被害（主に溺死，凍死，津波肺），海水植
可 燃 物， 土 地 利 物枯，農業被害，津波火災の発生（電線・バッ用 形 態， 防 護 レ テリーなどによる発火），環境・生態破壊
ベル，避難意識

流れ・流速
（掃流力）

沿岸地形，土砂・ 家屋・施設被害，インフラ被害，建物・構造
堆積物，漂流物， 物への浸水・冠水，浸食・堆積（地形変化），
イ ン フ ラ， 土 地 環境・生態破壊
利用形態

場所で根こそぎにされるなど大被害を受けた．
当時の映像や動画で記録された巨大津波およびその被害は圧巻であった．特に被害の様相はわれ
われの想像を超えて甚大であり複雑であったが，誘因・素因などにより分類ができ，これにより今後の効果的な対策や対応に役立つものと考える．
津波は海水そのものであるが，その関連した被害像は多様であり，場所によりその様相が異なる．
一般に，誘因は災害（被害や影響）を引き起こす
自然力（ハザードなどの外力）を示し，素因は地

写真 1形・地盤条件など地球表面の性質にかかわる自然

宮古市で記録された ｢黒い津波｣ の来襲状況（宮古市役所提供）

素因と人口・建物・施設など人間・社会にかかわる社会的素因とに分類される．表 1 にまとめたよ

飲み込んでしまったために気管を閉塞させる，あうに，津波の場合，誘因は浸水・冠水，流れ・波

るいは，乾燥した後の粉塵の混入（吸引）による力になり，素因は海底・陸上地形，土地利用形態，

津波肺などが，連鎖して生じたと考えられる．今防護施設などがある．この表には大震災で報告さ後も発生の可能性のある津波災害像であり，対策れた代表的な影響・被害などもまとめている．海が求められている．

水の浸水による被害は過去の事例にも見られた

4．3

漂

流

物

が，流れ破壊力が増すことによる漂流物発生と被今回被害を大きくした要因としては，「漂流物」

害や地形変化などは規模が大きい津波ほど顕著にがあった．自動車，船，防潮林となっていた松のなっている．

木，港湾でのコンテナ，工場の機械，大きいもの

過去に報告がなかった津波被害像としては ｢黒では石油タンクなどさまざまな漂流物が流されい津波｣ がある．この大震災では，写真 1 にあるて，それが被害を大きくした．漂流物も被害想定

ような黒い津波の映像が残され，関連した建物被のなかで一部評価には入っているが，漂流物は害や健康被害などが報告され，特に，沿岸都市部

時々刻々変化するものなので，その把握や評価すで顕著に見られた．海底に堆積された泥や砂などること自体が難しい．

が津波により巻き上げられ，泥流となって陸域にたとえば，岩手，宮城，福島 3 県で，津波被害流れ込んだためである．黒い津波の場合には，泥を受けた自動車が少なくとも 23 万 6 千台に上るの混入による粘性が生まれ，波先端の勾配が大きことが推定されている．津波で浸水した世帯数なくなることによる波力の増加，さらには，泥水をどから台数を推計した数値であり，道路で移動中

18 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

造って，そこから木材の流出を止めるようにする．もう 1 つは守るべきエリアを決めてフェンスを立てることである．学校などの重要な施設には
簡単なガードレールや緑地帯をつくって，漂流物の流入を防ぐ，などが考えられる．
防潮林となっていた松の木が漂流物となり被害を大きくした事例があるが（写真 3），防潮林帯
も，その幅（林帯幅）が十分にあれば，津波を防禦する効果がある．津波の波力というのは平野な
どの沿岸部で強く陸地を遡上するに従ってだんだ
写真 2

船舶および火災による被害（気仙沼市）（著者撮影）

んと減衰する．十分な幅を確保すれば，そこに漂流物がトラップされ，それ自体が防潮堤として機能することになる．一方，幅がせまいとそれが全部流出されてしまうので被害を拡大させてしまう．
4．4

津波火災

大震災での被害拡大の要因の 1 つが火災である，地震直後から東北・関東地方の市街地や工業地帯で深刻な火災が多数発生した．一般に，わが国で大規模な地震が発生した直後は，多数の火災が同時多発的に発生する傾向にある．これは関東
大震災や阪神・淡路大震災など都市部においてその典型例をみることができるが，今回の震災における大規模火災は市街地のみならず沿岸地域およ写真 3

防潮林の被害（名取市）（著者撮影）

びコンビナート施設周辺においても顕著であった．気仙沼市鹿折地区では約 11.4 ha が延焼しており，阪神・淡路大震災時における最大の延焼領や勤務地での駐車などを考えると実際にはさらに域（水笠西公園地区，約 9.7 ha）を超えた広大な多いものと思われる．なお，宮城県では約 14 万

延焼範囲となった．また市街地以外にも津波被災

6 千台が被災したと算出しており，登録台数の 1

エリアから林野火災に延焼拡大したものが多々あ割に相当している．

り，地震後の火災の総延焼面積は，東日本大震災

漁船の場合には，さらに深刻である．青森，岩が卓越している（廣井ら，2012）．このことは，

手，宮城，福島の東北 4 県の被災漁船は計 1 万地震（強震動）だけでなく津波の浸水・冠水等に9,000 隻に上る．4 県の登録漁船数のほぼ半数により火災が発生した可能性がある．いわゆる，津当たり，多くが津波で陸上に押し流されたり，大波火災であり，新たな災害として注目された．

破したりした．宮城は被災率が 87% に達し，4

廣井（2012）による現地調査と消防・消防団・

県で最も高かった．被災漁船のうち陸上に打ち上

住民によるヒアリングの結果，出火の原因は主にげられた漁船は 1,400 隻確認され，被害拡大の一

以下のように推定された．

因となった（写真 2）．

1．破壊された家屋によるもの

対策として，漂流物については 2 つの考えがあ

2．可燃物（プロパンガスボンベ等）によるもの

る．1 つは漂流物のエリアを囲って外に出さない

3．自動車（バッテリー等）によるもの

ようにすること．貯木場などではそこで囲いをこれに加えて，電流の流れている電線や工業地

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災─津波工学的な視点から紹介─ ── 19

帯のプラントからも出火している．

の有効活用や強度向上の視点も大切である．一1．の事例としては，地震直後何らかの原因で方，巨大災害に対しては，まず人命被害を最小と家屋から火災が発生し，津波によって山際に流さすることが災害対策上求められる．そのためにれたとの証言があり，地震直後あるいはその後に

は，社会基盤施設のみでなく，ソフト対策との適家屋から出火し，または延焼し，それが津波に切な組み合わせによってカバーする必要がある．

よって火のついたまま移動した事実があったこと

つまり，大規模な被災を前提とするものの，影響が報告されている．さらに，バッテリーや化学薬の分散化（多重防御），人命被害の最小化，復旧・品などは津波との化学的な反応の中で出火した

復興の迅速性，などを考慮した施設の整備・管理

り，漁港内の海底にたまっていたメタンガスが津が求められる．

波の来襲とともに涌きだし，漁船付近で発火した報告などがある．

そこで，津波防災に関する 2 つの安全レベルが提案された．発生間隔・頻度および規模を考慮しさらに，延焼（拡大）要因として，ガスボンベて，外力レベルを想定することが重要である．す等から噴出した可燃性ガス，屋外タンクから流出

べての人命を守ることを前提とし，主に海岸保全したオイルなど，瓦礫など，建築物，船舶，自動施設で対応する津波のレベルと，海岸保全施設の車，山林などがあげられる．津波火災の原因はさ

みならずまちづくりと避難計画をあわせて対応す

まざまに至るところにあるので，すべての発生をる津波のレベルの 2 つを設定する必要がある．当防止することはたいへんに困難であると考える

時，土木学会（東日本震災特別委員会，津波特定が，拡大を防止することは重要であり，東日本大テーマ委員会）においては，以下の 2 つの考えを

震災での実態によりその現象を理解し検討をして中心に議論が行われた．

いかなければならない（今津ら，2014）．

・レベル 1：海岸線の津波防護レベル（海岸法 2

5． 今後の津波防災に向けて―安全レベル形成と被害予測―
5．1

安全で安心なまちづくりのために

条・海岸保全計画・基本方針などに関連）
海岸保全施設の設計で用いる津波の高さのこと
で，数十年から百数十年に 1 度の津波を対象とし，人命および資産を守るレベル

東日本大震災の被害を繰り返さないためには，・レベル 2：地域の津波減災レベル（地域防災計

ハード・ソフト対策そしてまちづくりなどの総合

画，津波対策変（災害対策基本法 40 条などに対策が不可欠であった．しかし，その役割の整理

関連）や体制の維持には多くの議論があった．そこで，津波レベル 1 をはるかに上回り，構造物対策の地震や津波などの（1）発生間隔・頻度および規適用限界を超過する津波に対して，人命を守る

模や（2）影響（被害）を考慮し，地域，集落ごために必要な最大限の措置を行うレベル．対象との個別の（3）生活条件・地形条件などから，となる貞観津波クラスの巨大津波の発生頻度は安全レベルを設定し，防災・減災への対策の（4）500 年から 1,000 年に一度と考えられる．

効果および費用を評価して，地域での減災レベル

さらに，2011 年 12 月に，「人の命が第一」，「災を合意形成する必要がある．（1）～（4）における害に上限はない」という考えのもと，「減災」の個々の合理的な評価をもとに，住民および行政の視点に立ち，最大クラスの津波を対象に「逃げる」

間で目標（レベル）を作り上げていくことが，地ことを前提として，ハード・ソフト施策を組み合域安全の確保のための第一歩であった．

わせた「多重防御」の発想による津波災害に強い

中央防災会議などで合意した考えは以下のとお地域づくりを推進するため，「津波防災地域づくりである．中規模以下の通常の災害に対しては，りに関する法律」（平成 23 年法律第 123 号）が成

ハード対策で対応することが原則となる．この場立した．同法に基づく津波防災地域づくりを推進

合，社会基盤整備は新設のみでなく，既存の施設するに当たっては，まず，国土交通大臣が定める20 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

基本指針に基づき，都道府県知事が津波防災地域策決定や対策立案の際に指針となり得る重要な論づくりを実施するための基礎となる津波浸水想定文であると思われる．また，東日本大震災後，今（津波があった場合に想定される浸水区域および回の震災を後世に伝承するために震災遺構の整備水深）を設定する．その設定のために津波浸水シが進められ，住居の高台移転などによる津波に強ミュレーションを実施するに当たっては，東日本

い街づくりが進められているが，本論文で歴史・大震災の津波で見られたような海岸堤防，河川堤

地質・考古記録を精査した結果，このような巨大防等の破壊事例等を考慮し，最大クラスの津波が津波の伝承活動や，より安全な地域への住居の移悪条件下において発生することを前提に算出する

転は過去の巨大地震津波発生後にも実施されていことが求められる（国交省，2012）．

たことが分かった．しかしながら，過去の災害のこのような津波に対する総合防災対策（復興の伝承は後世の人々には十分に受け継がれておら理念でもある）の基本が整理された．大震災直後

ず，地質学・歴史学・考古学的には「既知」でもでは，これらの考え方の周知や理解，さらに，防社会的には「未知」であった 2011 年の地震津波

潮堤などの施設設計に関する合意などで時間を要により，「想定外」の被害がもたらされたとまとした．今後は，未災地における事前の復興計画をめている．

議論することが重要であり，発災直後での混乱時

5．3

生存学研究―新たな融合領域に議論するのではなく，平時に事前の備えとし

もう 1 つ新たな学術融合領域を紹介したい．そて，関係者と具体的な取組を始めておくことが必れが「災害からの生存学」である．過去において要である．南海トラフ地震の影響地域の自治体等

も多くの犠牲者を出しているが，その死因の実態

では，すでに始まっている地域もある．

やそれに基づく生存のあり方については，検討が5．2

ほとんどされていない．東日本大震災では，溺死

学際連携研究の推進

1. 2 で学際的な研究について述べたが，その中に加えさまざまな亡くなり方が記録された．そこで実施された取組の一例を紹介したい．先日，地で，宮城県警察本部から提供された東日本大震災

質学，歴史学，津波工学，海岸工学，災害情報学における犠牲者情報の分析を行っている．本デーなど学際分野の連携により，10 年間で得られた

タの特徴は，死因や遺体発見場所が記述されてい知見をまとめた総説論文が掲載された（Goto et

る点であり，このようなデータを用いた研究は世al., 2020）．この論文中では，2011 年東北地方太界初である．死因に着目したこの研究では，まず，平洋沖地震津波が被災地域の環境や生態系に及ぼ疾病・傷害および死因の統計分類（ICD-10）にした直接的影響と，その後長期にわたる間接的影基づき分類し，法医学の視点で分類結果を統合す

響の継続性について，震災後に得られた知見がまる手法を検討した．検討手法を約 140 とおりの死

とめられている．また，震災前後において東北地

因記載に適用した結果，東日本大震災における宮方太平洋沖で発生し得る巨大地震津波についてど

城県での死因は，12 に分類できることが示されのような知見が得られており，それを基にどのよた．これまで，東日本大震災における死因分類は

うな津波防災計画が立てられていたのかなど，政4 とおりで分類されていたが，本研究により，圧策決定に関わる分野についても検証と評価が行わ死・損傷死・その他が，9 つの死因に分類された．

れた．加えて，今後において，2011 年の震源域

また，本研究で提案した分類手法は汎用性が高いだけでなく北側や南側では，近い将来の地震津波

ことから，発災後の犠牲者分析研究で，世界的にリスクが高いことも指摘しており，実際余震も含用いられるポテンシャルを有している（Seto and

めて以前より高い活動が見られている．

Imamura, 2020）．

以上のように，複数の学術分野にわたる知見がまた，これまで犠牲者の自宅住所に基づいた分

学際的かつ体系的に整理されており，国内外各地析は行われてきたが，日中に発生した災害のたでの今後の津波リスク評価や，それを基にした政め，実態とは異なる点も確認されていた．本研究

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災─津波工学的な視点から紹介─ ── 21

では，遺体発見場所に着目しているため，東日本

たことになる．今後，さらなる解析が進み，この大震災における実際的な犠牲者分布が示された．

ような場合においても被害予測が可能になるよう発見されたご遺体数の分布は，これまで明らかにな取組みが不可欠であり，その成果を期待していなっていなかった．また，防災・減災の研究に加る．

え，震災伝承・慰霊の観点でも，きわめて重要な参考文献知見となると考える．
5．4

おわりに―被害予測に向けて

東日本大震災では，過去に経験のない規模の地震や津波が発生したが，当時の高密度観測データと現地での貴重な調査データがあり，未曾有のハザードと被害実態はかなり明らかになりつつある．その上で，ハザードからの外力を推定し，被害程度との対応を示す被害関数を推定すれば，今後に同様な状況が生じる場合に対して被害の推算が可能となり，事前にそれぞれに対策をとること
により事前防災や減災が実施できることが期待される．現在，そのようなアプローチで内閣府の検討会（モデル検討会と対策検討ワーキング）などで審議され，南海トラフに加えて日本海溝・千島海溝での最大クラスの地震をターゲットに対策が進められている．
この 10 年間の研究の中で実施された被害関数

Charvet, I. et al. 2015. Fragility estimations for Kesennuma City following the 2011 Great East Japan
Tsunami based on maximum ﬂow depths, velocities
and debris impact, with evaluation of the ordinalmodel＇s predictive accuracy, Natural Hazards, 79,
2073︲2099.
藤井雄士郎・佐竹健治．2011．2011 年 3 月 11 日東北地
方太平洋沖地震の津波波源．http://iisee.kenken.go.jp/
staﬀ/fujii/OﬀTohokuPaciﬁc2011/tsunami_ja.html
Goto K. et al. 2020. Ten years after the 2011 Tohokuoki earthquake and tsunami: geological and environmental effects and implications for disaster policychanges. Earth-Sci. Rev., 212, 103417.
廣井悠ら．2012．東日本大震災における津波火災の調査概要．地域安全学会論文集 ，18，1︲8.
今村文彦．2015．東北地方太平洋沖地震による巨大津波のメカニズムと被害予測．地震ジャーナル ，60，
16︲23.

の研究事例としては，過去のデータや統計的な

Imamura, F. et al. 2018. The role of tsunami engineer-

データに基づいて，外力として浸水深や波高に対ing in building resilient communities and issues to

してどのくらいの死亡率（犠牲者率）または家屋

be improved after the GEJE. Adv. Nat. Technol.

破壊率になるか，などの関係式が提案されている（Suppasri et al., 2016, 2019 ; 宮本ら，2020）．さらに，船舶，海洋生態（アマモ場），などの評価も行われている（Muhari et al., 2015 ; 木村ら，
2020）．今回の震災で，より詳細な調査等によりHazards Res., 47, 435︲448. https://doi.org/0.1007/
978-3-319-58691-5_25
今村文彦．2020．逆流する津波─河川津波のメカニズ
ム・脅威と防災─．成山堂書店．
今村文彦．2021．巨大津波の発生・伝播の過程と今後の対応．地震学会広報誌「なゐふる」，2，4︲5.

実態が分かるようになると，外力としては流速や今津雄吾ら．2014．東日本大震災で発生した津波火災

流体力が追加されたり（Charvet et al., 2015），

における地形的影響の考察と津波火災危険度評価指漂流物や津波火災などの要素も加わり複雑さが増してしまう状況も報告されている．また，人的被害においても溺死だけでない死因が判明したり，家屋も年代により強度が変わる状況も分かってきた．

地方太平洋沖地震津波．土木学会論文集 B2（海岸工学），67，I_1291︲I_1295.
木村裕行ら．2020．東日本大震災におけるアマモ場の被害実態と津波外力との関係．土木学会論文集 B2

しかしながら，広域で複合的な災害に対しては，簡単ではない．津波来襲前の強震動や液状化の影響も考慮しなければならない．当に，複合型
外力作用の中で，連鎖的な影響や被害が生じてい22 ──地震ジャーナル

標の提案．自然災害科学 ，33，127︲144.
河合弘泰ら．2011．GPS 波浪計で捉えた平成 23 年東北71 号（2021 年 6 月）

（海岸工学），76，I_937，I_942.
国土交通白書．2012．第 1 章 震災からの復興と国土交
通行政の転換第 3 節．震災後における国土交通行政の転換，平成 24 年．https://www.mlit.go.jp/hakusyo/mlit/h23/hakusho/h24/html/n1131000.html
Makinoshima, F. et al. 2021. Early forecasting of tsunami

震津波の検証．日本地震工学論文集 ，13（特集号），
2︲21.

inundation from tsunami and geodetic observation

杉野英治ら．2014．プレート間地震による津波の特性

data with convolutional neural networks. Nat.

化波源モデルの提案．日本地震工学会論文集 ，14，Commun., 12, Article number: 2253. https://doi.org/
10.1038/s41467-021-22348-0
宮本

5_1︲5_18.
Suppasri, A. et al. 2016. An analysis of fatality ratios

龍ら．2020．建築年代を含めた建物津波被害のand the factors that aﬀected human fatalities in the

実態分析とそれを考慮した津波被害関数．土木学会

2011 Great East Japan tsunami. Frontiers Built

論文集 B2（海岸工学），76，I_709︲I_714.

Environ. Sect. Earthq. Eng. https://doi.org/10.3389/

文科省地震調査研究推進本部津波評価部会．2015．波

fbuil.2016.00032

源断層を特性化した津波の予測手法（津波レシピ）．

Suppasri A. et al. 2019. Load-resistance analysis: anhttps://www.jishin.go.jp/main/tsunami/17jan_tsunami-

alternative approach to tsunami damage assessment

recipe.pdf

applied to the 2011 Great East Japan tsunami. Nat.

森 信人．2011．津波合同調査の全体概要とその解析結Hazards Earth Syst. Sci., 19, 1807︲1822.

果，東北地方太平洋沖地震津波に関する合同調査報告

東北大モデル．2011．vers.1.1, 2011, 東北地方太平洋沖

会： 予 稿 集．https://iss.ndl.go.jp/books/R100000001-

地震を対象とした津波シミュレーションの実施．

I058502864-00

http://www.tsunami.civil.tohoku.ac.jp/hokusai3/J/

Muhari, A. et al. 2015. Assessment of tsunami hazard

events/tohoku_2011/model/dcrc_ver1.1_111107.pdf

in port and its impact on marine vessels fromtsunami model and observed damage data. Natural
Hazards, 78, 1309︲1328. doi:10.1007/s11069-015-1772-0
根本信ら．2019．2011 年東北地方太平洋沖震の津波

今村文彦
［いまむら

ふみひこ］

断層モデルの再検討─津波関連観測データをフル活現職用した推定─．日本地震工学会論文集 ，19，25︲41.

長，津波工学研究分野教授

Satake, K. et al. 2013. Time and space distribution of

略歴

東北大学災害科学国際研究所所
1961 年山梨県生まれ，1989 年東coseismic slip of the 2011 Tohoku Earthquake as

北大学大学院博士後期課程修了．東北大

inferred from tsunami waveform data. Bull. Seismol.

学工学部土木工学科助手，同大学院工学研究科附属災Soc. Am., 103, 1473︲1492.

害制御研究センター助教授，教授を経て，2014 年よりSeto, S. and Imamura, F. 2020. Classiﬁcation of tsunami

現職

deaths by modifying ICD-10 categories in the 2011

研究分野

Tohoku earthquake tsunami─a case study in Miyagi

その他

prefecture. Intern. J. Disas. Risk Reduct., 50. https://

人 3.11 推進機構代表理事

doi.org/10.1016/j.ijdrr.2020.101743

著書

杉野英治ら．2013．原子力サイトにおける 2011 東北地

津波工学，自然災害科学
中央防災会議専門調査会委員等．一般財団法

津波の事典（共著，朝倉書店），逆流する津波─河

川津波のメカニズム・脅威と防災─（成山堂書店）他

東日本大震災から得た工学的な知見と今後の防災─津波工学的な視点から紹介─ ── 23

2021 年 2 月 13 日福島県沖の地震（M7.3）
2021 年 2 月 13 日 23 時 07 分，福島県沖の深を大きくした一因と考えられている．

さ 55 km で M7.3 の地震が発生し，宮城県と福余震活動は北東︲南西方向の長さ約 40 km の島県で最大震度 6 強の揺れが観測された（図領域に集中し，本震はその北端付近の深い場所

1）．この地震により，死者 1，重傷 16，軽傷 170に位置している．図 2 は，S-net（日本海溝海の人的被害があったほか，全壊 69，半壊 729 等底地震津波観測網）のデータを含め観測点補正の住家被害があった（消防庁：3 月 29 日現在）．

値を用いて再決定した 2 月 13～14 日の余震分

また，東北新幹線が電柱の折損や高架橋の損傷

布を示す（防災科研，2021b）．これによれば，によって一部区間が 10 日間の運休となり，常余震群は太平洋プレート上面よりも深部にあ

磐自動車道では土砂崩れによる通行止めが多発

り，東傾斜する面に並んでいることが分かる．

するなど，交通に大きな支障をきたした．

すなわち，今回の地震は沈み込む太平洋プ

国内における M7 級地震の発生は 2016 年 11月 22 日福島県沖の地震（M7.4）以来 4 年 3 カ
月ぶり，また，日本国内で震度 6 強以上を観測し た の は 2019 年 6 月 18 日 山 形 県 沖 の 地 震（M6.7）以来 1 年 8 カ月ぶりであった．
この地震で，宮城県山元町の強震観測点では
1,432 ガルの加速度が記録され，これは 2016 年
4 月 16 日熊本地震（M7.3）の際に震度 7 となった熊本県益城町で記録された 1,362 ガルを上回った．防災科研（2021a）は，宮城県山元町の一部地域で震度 7 相当の揺れがあったとする面的推定震度分布を公表している．強震波形記
録は短周期成分が卓越しており，構造物の被害

図 2

図 1

2021 年福島県沖の地震の震度分布，および本震の発震機構解（気象庁，2021）

24 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

観測点補正値を用いて再決定された 2 月 13日の本震（星印）と 2 月 14 日 6 時までの余
震分布．背景の色薄震源は 2016 年 6 月 1 日
から 2021 年 2 月 13 日 23 時までに周辺で発生した地震を示す．上段は震央分布，下段
は AB 方向の垂直断面図（防災科研，2021bに加筆）

レートの内部で発生したやや深い地震であり，
このために大きな津波は伴わず，宮城県石巻で最大 20 cm，仙台と福島県相馬でそれぞれ 10
cm の津波が観測されたのみであった．
この地震の発震機構は西北西︲東南東方向に圧力軸を持つ逆断層型（図 1）であり，福島県
浜通りの GNSS 観測点では西方向に 2 cm 弱の水平変動が観測された．国土地理院（2021）は，
地殻変動データに基づいて走向 N37°E，南東に 36°で傾く長さ 44 km，幅 22 km の断層面上で，75 cm のすべりがすべり角 97°で生じたとする断層モデルを提出している．
一方，防災科研（2021b）は，強震波形記録
図 3

図 4

強震波形記録を用いた震源インバージョンによる 2021 年福島県沖地震の最終すべり分布．
星印が本震（破壊開始点），青丸は本震発生か
ら 1 日以内に発生した余震の震源を示す（防災科研，2021b）を用いた震源インバージョン解析を行って図 3に示すような最終すべり分布を求め，その最大すべり量は 2.7 m であったと報告している．
なお，本地震について，気象庁は 2011 年東東北地方太平洋沖地震後 10 年間の地震活動．青点は M3 以上の地震，星印は M≧7 の地震（赤は本震と同日，橙は同年，黄は翌年以降の発生を示す）．a は気象庁の定める余震活動の領域，緑のコンターは
Iinuma et al.（2012）による本震の大すべり域を 10 m ごとに示す

2021 年 2 月 13 日福島県沖の地震（M7.3）── 25

北地方太平洋沖地震（M9.0）の余震であると参考文献発表している．図 4 の青い点は，東北地方太平ます」という表現を今後は用いない方針に変更

防災科学技術研究所．2021a．令和 3 年福島県沖を震源とする地震クライシスレスポンスサイト．
防災科学技術研究所．2021b．Topics 2021 年 2 月 13日福島県沖の地震．https://www.hinet.bosai. go.jp/
topics/oﬀ-fukushima210213/
Iinuma, T. et al. 2012. Coseismic slip distribution of
the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake (M9.0) reﬁned by means of seaﬂoor geodetic
data. J. Geophys. Res., 117, B07409. doi:10.1029/
2012JB009186
気象庁．2021．令和 3 年 2 月 13 日 23 時 08 分頃の福島県沖地震について．https://www.jma.go.jp/jma/press/2102/14a/202102140110.html
国土地理院．2021．令和 3 年（2021 年）福島県沖の地震に関する情報．https://www.gsi.go.jp/ BOUSAI/
R3_fukushima_earthquake.html

した（令和 3 年 4 月 1 日気象庁「お知らせ」）．

（岡田義光：地震予知総合研究振興会）

洋沖地震後の 10 年間に発生した M3 以上，深さ 100 km 未満の地震を示すが，震源は岩手県沖から茨城県沖にいたる南北約 500 km，東西
約 200 km の広大な範囲に分布している．
これまで気象庁は「ホームページ→各種デー
タ・資料→顕著な地震の観測・解析データ→平成 23 年（2011 年）東北地方太平洋沖地震」の中で，図 4 中の矩形領域 a を「余震活動の領域」と定め，この領域内の地震は同地震の余震であるとしてきた．しかし，東日本大震災から 10 年となることを受け，気象庁は「余震と考えられ

26 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

南海トラフ地震発生帯掘削計画が明らかにしたこと倉本真一ていると考えられている．つまり南海トラフは，
1． は じ め に

深海掘削によって巨大地震発生物質を取り出せる唯一の場所として理解されている．そのため，こ南海トラフとは，駿河湾から九州東方沖までのの南海トラフ巨大地震発生帯を掘削し，地震発生

約 750 km 続く海溝である．海溝とは海のプレー物質を採取し，さまざまな現場計測，リアルタイ

トが陸のプレートの下に沈み込む場所で，一般的

ム孔内観測（モニタリング）を行うことが，「南に深い溝のような地形を作っているためそう呼ば海トラフ地震発生帯掘削計画」（以下「南海掘削」

れている．南海トラフは，フィリピン海プレートと呼ぶ，http://www.jamstec.go.jp/chikyu/j/がユーラシアプレート（西日本列島はこのプレー

nantroseize/）であり，国際計画（IODP: 統合国

トの一部）の下に沈み込んでいく境界部であり，際深海掘削計画，現在の国際深海科学掘削計画）

海底に深い溝が刻まれているが，日本海溝などにとして，2007 年より地球深部探査船「ちきゅう」

比 べ る と， そ の 水 深 は 比 較 的 浅 い（ 約 4,000 m（以下「ちきゅう」と呼ぶ）によって実際の掘削

級）．ではなぜ南海海溝と呼ばないのかというと，計画が開始された．「南海掘削」は，IODP の提その地形の発見の起源に遡るようである．深い海

案として 2003 年に提案され，2007 年 9 月より掘の水深を計測するには音波を使わなければならな

削が始まった．結果として 2019 年 3 月まで断続

い．現在の海底地形調査装置が開発される前は，的に継続され，13 航海（Expedition），17 サイト

船から海底に向けて発振した音波が，海底で反射で 80 孔の掘削を行い，掘削総延長は約 38 km にして船まで戻ってくる時間を計測して，水深に換もおよび，コア試料の総回収長は 4.7 km にも達算していた．音波が海水中を伝わる速さは，約した．延航海日数は 887 日である．本小論では，1,500 m/ 秒であることを利用しているのである．

「南海掘削」の概要とその成果のトピックスを紹こうやって 1 点 1 点水深を計測していくわけだ

介し，巨大地震の理解がどれだけ進んだかを紹介

が，目で確認できない深海の地形を把握するのはする．

きわめて困難な作業であり，西日本の沖合に細長く窪んだ地形があることがわかり，トラフ（舟状2．「ちきゅう」の紹介

海盆あるいは舟状凹地）と呼ばれるようになった．1960 年代後半に提唱されたプレートテクト

地震の研究にはさまざまなアプローチがなされニクス理論が定着する前にこの地形が発見されたているが，物質科学的なアプローチは，どうしてため，海溝であってもトラフという地形名称がそも地震を発生させている現場に到達し，その場でのまま使われたのである．

の観測・計測，そして試料採取が必須である．こ南海トラフ沿いでは，M8 以上の巨大地震が繰の目的のために地球深部探査船「ちきゅう」が建り返し発生していることでも注目されているが，造された．「ちきゅう」は世界初の設計段階から

同時にこの巨大地震を発生させているプレート境

科学掘削を目的として建造された掘削船である

界断層のうち，上下のプレートが固着しているとが，その設計には当初から巨大地震発生帯を掘削考えられる部分のいちばん浅い場所は，世界中のすることを念頭に，大水深での大深度掘削を可能

巨大地震発生帯の中でいちばん浅い場所に存在しとする技術が検討され，石油掘削でも用いられて
南海トラフ地震発生帯掘削計画が明らかにしたこと── 27

いたライザー掘削手法を採用した．また科学掘削う．「ちきゅう」は直径約 4 m のスクリュー（ア船であるので，掘削試料をすぐに計測・分析でき

ジマススラスター）を 6 基装備している．それぞるように船内には最先端の研究室が備えられれが独立に 360 度方向転換でき，同時に推進力を（http://www.jamstec.go.jp/cdex/j/sciencesupport/

変化させることができる．このアジマススラス

laboratory/），国際的に選抜された研究者が共同

ターは，船尾部に装着されている 2 基を除いて，で作業，議論できる環境が整えられている．

すべて船底より上に格納することができる．この「ちきゅう」は 2001 年度から足掛け 5 年の歳月

ほかに船首にはトンネルスラスターが 1 基装備さを費やし，2005 年 7 月 29 日に完工し，独立行政れている．これらのスラスターを個々独立に自動法人海洋研究開発機構（現 国立研究開発法人海

制御して，船にかかる外力に対して反対の力を発洋研究開発機構）に引き渡された．主要目として生させて，船を定点に固定させるというのが基本

は，全長 210 m，全幅 38 m，櫓（やぐら）の高原理である．船にかかる外力（風，波，潮，うね

さは船底から 130 m，総トン数 56,752 トン，最大りなど）は船に装備されたセンサーで計測され，乗船人員 200 人，主機関はディーゼル・エレクト

そのデータを処理コンピュータによって 0.5 秒間リック方式を採用している（図 1）．「ちきゅう」

隔ごとに外力のベクトルを計算している．処理コの特徴はライザー掘削能力を持った世界屈指の科ンピュータは同時に 3 系統で別々に計算処理さ学掘削船であると同時に，最先端の洋上研究所でれ，結果を比較し，間違いのないことを確認しなあることである．ライザー掘削とは，「ちきゅう」

がらスラスターに指令を送るシステムとなっていと海底までをライザーパイプと呼ばれる鉄管る．船の位置データは GNSS（Global Navigation（「ちきゅう」は内径約 50 cm のものを採用）で繋Satellite System）を二系統（それぞれ 2 基を同ぎ，その中を掘削パイプが貫通し，掘削パイプの時使用）使い，さらに位置精度を上げるために誤先端に取り付けられた掘削ビット（削り歯）を回

差情報を人工衛星経由で受信し，精度を上げつつ転させることによって掘り進む．掘削パイプ先端

冗長性を確保している．また掘削時には海底に音

からは密度を調整した掘削流体（泥水：でいす

響灯台（トランスポンダー）を複数設置し，水中い）を循環させ，掘削ビットから排出された泥水部は独自の立体的な音響ネットワークを構築しは，ドリルパイプとライザーパイプの隙間を通りて，位置精度を確保している．また制御システム

船上まで戻ってくる．この泥水を循環させながらとしては，フィードフォワードシステムを導入し掘削を行うのがライザー掘削の特徴である．カッていることも特徴の 1 つである．巨大な船が動き

ティングスと呼ばれる地層を掘るときに生じる岩出してから，それを止める，あるいは方向を変え石の破片を泥水とともに船上まで持ち上げてるということは，慣性力が大きく，そう容易なこ（rise）くるので，ライザー（riser）掘削と呼ばとではない．そのため，あらかじめモデル実験をれる．ライザー掘削の詳しい説明は割愛するが，水槽で行い，実機の外力に対する振る舞い方の

この泥水圧（泥水の密度×船から掘削孔の底までデータを収集・解析し，そのモデルに基づいて船の垂直距離）と海底下の地層圧を均衡させることが動き出す前に動かないようにアジマススラス

によって掘削孔をつぶれないようにすることがでターをコントロールしている．

き，海底下深くまでの掘削を可能にする唯一の方

科学掘削船としての最大の特徴は，採取した試法である．

料をすぐさま船上で計測・分析する研究室を持っ「ちきゅう」は主に深海で掘削作業を行うため，ていることである．「ちきゅう」には 4 階建ての

錨を降ろして船を定点に固定することはできな研究室が装備されている．掘削した試料は，温度，い．そのため，洋上に浮かんだままで定点を保持

圧力の変化や酸素に触れることによって，生物する技術が必要であり，その技術を定点保持シス（なまもの）のように掘削後すぐに変化していく．

テム（DPS：Dynamic Positioning System）といそのためなるべく素早く，必要な計測や分析がで

28 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）きるように研究室が設計されている．コアは約にさまざまな地点で掘削を行い，前弧海盆である

10 m ごとに掘削され，船上に引き揚げられる．

熊野海盆まで掘削範囲が広がっている．付加体とそれを 1.5 m ごとに分割し，まず非破壊計測を行は，海洋プレートが沈み込む際に，海洋プレート

う．「ちきゅう」船上には X 線 CT スキャナやマ上部の堆積物から玄武岩層程度までをはぎ取りな

ルチセンサーコアロガー（複数の物性計測セン

がら陸側のプレートに貼り付けてできあがった地サーが並べられた台の上をコアが移動し，連続計質構造を指している．つまり付加体が作られてい測が行われるシステム）などが配備されている．

く歴史は，巨大地震の歴史でもある．したがって，

非破壊計測によって，どこに重要な地質構造や地計画初期の掘削はこの付加体に働いている応力や層が存在するのかを見極め，その後コアを半裁

地震発生領域に持ち込まれる堆積物（地震発生帯（縦割り）するまでに，さらに細かなサンプリンを構成する起源物質と考えられる）の組成を明ら

グや計測などのポイントを決めるのである．非破かにすることを目的として，比較的浅部掘削であ壊検査と同時に重要なのが，微生物の採取であるが，沈み込む前のプレート上面から海溝（南海る．なるべく地上の微生物との汚染がないように

トラフ軸）を超え，前弧海盆である熊野海盆までして，これも掘削後すぐさまサンプリングを行の横断掘削を行った．

い，そのまま凍結させてしまうものや，培養や染まず掘削孔内での計測，つまり検層（logging）

色して観察する物などに分けて作業が行われる．

を行い，孔内壁の比抵抗イメージの解析から孔壁

この他にも，磁気遮蔽（シールド）室を備え，船の破壊現象（borehole breakout）が起こってい上でも地球磁場を約 1/100 にまで遮蔽し，高精度ることを明らかにした．この破壊現象は，掘削で試料の古地磁気測定が行われている．また各種

ビットによって円形に掘削した孔壁が亀裂を伴い高精度分析に欠かせない秤量のために，揺れる船

楕円形に変形することを指し，その楕円の長軸方

内でも 0.1 g 程度のものを 0.5% 以下の精度で計測

向に対して 90 度方向の水平圧縮応力が働いていができる電子天秤システムを開発し，搭載していると推定できる．この原理を使い，広域かつ深度る．このように「ちきゅう」は，設計段階から科方向にどのように水平圧縮応力軸の方向が変化す

学掘削を目的として建造された掘削船であり，世るのかを計測できる．結果としては，南海掘削の界でもユニークなファシリティーとして誕生し，地域では，現在のフィリピン海プレート沈み込み

世界第一級の科学テーマを解明するために運用さ方向とほぼ平行に水平圧縮応力が働いていることれている．

が明らかになった（Tobin et al., 2009）．また，付加体先端部（南海トラフ軸付近，つまり堆積物
3．「南海掘削」成果概要

が付加を開始したばかりの場所）で発見された断層 は， こ れ ま で そ こ は 常 識 的 に は 非 地 震 帯

掘削計画は紀伊半島沖の南海トラフ付加体に集（a-seismic zone）であって，地震を発生させるよ

中するように計画された（図 2）．その理由は，

うな高速滑りの様相を示す断層は存在しないと考南海トラフ沿いの地震履歴は，およそ 1,000 年以

えられていたが，実際，掘削してみると鋭利な断上にわたってその概要が分かっていることに加層面が発見され，高速滑りを起こしていたと考え

え，特に紀伊半島沖は東南海地震（1944 年）とられた．その後，断層面を含む周囲の堆積物の炭南海地震（1946 年）の破壊開始点付近という特質物を用いた熱履歴（ビトリナイト反射率）を調異性が注目されたこと，そして反射法地震波探査

べてみると，断層運動による高温の摩擦発熱の証によってプレート境界断層が比較的明瞭に可視化

拠を突き止め，やはりこの断層は高速滑りをしてされたことも大きな動機となっている．全体計画

い た こ と が 明 ら か と な っ た（Sakaguchi et al.,としては，沈み込む前のフィリピン海プレート上2011）．海底まで突き抜けるこの断層は，おそらでの掘削から，南海トラフ付加体を横断するよう

く地震時に海底地形の急激な変化を伴い津波を発南海トラフ地震発生帯掘削計画が明らかにしたこと── 29

生させたと考えるのが自然であるが，まだその証到達したと考えられている．地震前後の海底地形

拠は明らかではない．この南海掘削での成果を議変化（Fujiwara et al., 2011）や，地殻構造の変化論，論文化している最中に 2011 年 3 月 11 日東北（Kodaira et al., 2012）から，日本海溝軸付近では，

地方太平洋沖地震（以下「東北地震」と呼ぶ）が上 盤 側 の プ レ ー ト が 水 平 方 向（ 東 方 向 ） に 約発生した．

50 m 移動，そして同時に垂直方向に約 7～10 m

東北地震発生直後から当該海域での調査も開始

隆起したことが示唆された．このような地震時のし，南海掘削の成果と合わせて，巨大津波発生の地殻変動は，これまでの経験では理解しがたいほメカニズムについて議論が始まった．東北地震のど大きな変化であり，当初は多くの研究者がその震源は，地下約 24 km 付近で発生したものが，結果に疑問を持った．地震時の短い時間に，これプレート境界断層沿いに滑りを伝搬し，海溝までだけの変位をしたとすれば，断層面（プレート境界断層）では摩擦熱が発生し，それを計測できれば地震断層の性質を解明できるという仮説に基づき，国際研究チームによる緊急の掘削計画が立案され，2012 年 4 月に掘削を実施することになった（JFAST：http://www.jamstec.go.jp/chikyu/
j/exp343/index.html）．
掘削地点は，水深約 7 km の大水深域であり，そこからプレート境界断層まで到達するには海底
下約 1 km の掘削を求められた．総延長 8 km にもおよぶ掘削パイプの展開は「ちきゅう」としても初めてのことであり，さまざまな海気象条件で

図 1

地球深部探査船「ちきゅう」．2005 年就航，2007
年より南海掘削を開始したのパイプ強度の数値シミュレーションを行い，強図 2 紀伊半島沖南海トラフ断面図に掘削地点を模式的に示した
30 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

靭な掘削パイプ類の緊急調達を行った．結果としによって高精度観測がなされた．その結果，1944てプレート境界断層の掘削に成功し，コア試料の年の東南海地震以来，約 70 年ぶりにプレート境

採取，検層データの取得に成功した．その結果，界で中規模の地震が発生したと解析され，またス

プレート境界断層は厚さ 5 m 以下の薄い層であロー地震やその後に発生した遠地の地震に誘発さり，岩石としては粘土であることが判明した．断れた地震を多数観測することができた（Araki et層を構成する粘土のうち約 7～8 割はスメクタイ

al., 2017）．今後の巨大地震発生に向けて，その発トと呼ばれる粘土鉱物から構成されていることも生に深く関係すると考えられているスロー地震

明らかになった．このスメクタイトは水を多く含（Obara and Kato, 2016）の観測に，長期孔内観

む粘土鉱物で，この試料を用いた摩擦実験による測システムによる高精度リアルタイム地殻変動モと，粘土鉱物内の水が摩擦熱によって膨張し，透ニタリングが大きな力を発揮すると期待される．

水率の低い粘土層内では異常間隙水圧となって，今後は紀伊半島沖だけでなく，四国～九州沖にも摩擦係数を低下させることに貢献することが明ら

長期孔内観測システムを展開し，南海トラフ全域

かになった（Ujiie et al., 2013）．結果として，プにリアルタイム観測網を展開することが重要であ

レート境界断層は動きながら自身の発生する摩擦

ろう．

熱によって断層面の摩擦係数を低下させ（thermal

2018 年 10 月から半年間をかけて，南海掘削でpressurization），滑りやすくなり，50 m にも及ぶ

最も深い掘削孔となった C0002 サイトでの掘削

滑りに及んだと推定された．同時に海底の 7 m のを行った．このサイトでは，これまでに 3 航海を

隆起は，その上の 7 km の水塊を持ち上げること費やして，水深約 2,000 m のところから約 3,000 mになり，そのポテンシャルエネルギーによって津掘削を完了していた（図 3，左側模式図）．さら

波が発生し，巨大津波となって陸域を襲ったのでにそこから約 2,200 m 掘削し，巨大地震発生帯のある．南海トラフでも過去に発生した海溝軸付近

最も浅い部分に到達する計画であった．これまでの断層活動によって発生した津波は，東北の津波の掘削で地層がほぼ垂直に傾動しており，しかもと同じメカニズムであったと推定される．過去に非常に崩れやすい地層であることを経験していた起こった事例が明らかになった南海トラフは，こので，泥水の比重や添加物の見直し，地層状況のの結果も加味して，将来の予測（数値シミュレー

リアルタイムモニタリングの導入，そして孔内をション）にも取り入れられ，南海トラフ沿いの最保護する拡張型ケーシングパイプの導入など，新大規模の地震・津波予想は更新され，最悪のシナ技術を導入して対応した．しかし，複雑な地質構リオとしては M9 クラスの地震が想定されるに造と掘削孔周辺の急激な地質状況変化などに遭遇

至 っ て い る（ 内 閣 府， 中 央 防 災 会 議，http://

し，現在の掘削技術では計画どおりの掘削は叶わ

www.bousai.go.jp/jishin/nankai/model/）． こ のず，プレート境界断層に達することを断念した．

成果は，掘削データから新たな巨大地震・津波像

結局海底下 3,262.5 m まで掘削したが（科学掘削を浮かび上がらせ，防災への提言に直結した好例の世界最深記録），当初目的のプレート境界断層

であろう．

までは到達できなかった（図 3，右側模式図）．

南海掘削では，掘削孔の一部に地殻変動観測を

掘削試料（カッティングス）を使った間隙率測定

行う長期孔内観測システムを設置し，孔内で高感の結果では，掘削深度が深くなるにつれて指数関度のリアルタイム地殻変動観測が行われている．

数的に間隙率が低下することから，深度とともに現在までに紀伊半島沖の 3 孔に設置してあり，そより硬い岩石に変化していく，つまりプレート運

れらは海底ケーブル（地震・津波観測監視システ

動を歪みエネルギーとして蓄積できる岩石ができ

ム；DONET）に接続され，常時観測が行われてあがっていく過程のスナップショットが観察されいる．2016 年 4 月 1 日に三重県南東沖で発生したと考えている．

た地震（M6.1）は，この長期孔内観測システム
南海トラフ地震発生帯掘削計画が明らかにしたこと── 31

図 3

南海掘削のうち，いちばん深部まで掘削した地点（C0002 サイト）の模式図．左図は，2018 年以前に掘削した模式図．右図は，Expedition 358
によって掘削した模式図．最深部は海底下 3,262.5 m まで達したが，今回の掘削では巨大地震発生帯までは到達できなかったに地殻変動を高精度にモニタリングすることがき4． 今後の計画

わめて重要である．そのためには深海掘削が唯一の手段であり，これからも「ちきゅう」を用いた

プレートの沈み込み帯に刻まれた巨大地震の歴

科学掘削によって，地震・津波の発生メカニズム

史を深海掘削によって掘り起こし，過去の地震・解明に深く切り込み，将来の地震・津波発生の予津波の描像が浮かび上がってきた．これまで想像測に向けたモニタリングによるデータの蓄積，解しなかった海溝軸付近でのダイナミックな変動

析を続けていくことが重要であると考えている．

や，高精度孔内観測により，陸域から遠い沖合い

掘削試料や計測データ，そして海底下の高精度リでのスロー地震を捉えることもできるようになっアルタイムモニタリングによって，新たな次元でた．これらの成果から，現在も地下で確実に準備の地震・津波研究の地平が広がると確信していされている地震の実態を解明するためには，地震る．また地震発生帯物質の採取はまだ成功していを発生させる現場そのものの理解，そして連続的ないが，ひき続き技術的な検討に加え，より地下32 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

構造を明確に把握する技術革新も行い，再度挑戦

reflectance geothermometry on Integrated Ocean

していきたい．地震国に住む国民の安全で安心な

Drilling Program NanTroSEIZE cores. Geology, 39,

社会の構築に，これからも深海科学掘削は大きな成果をもたらすであろう．
参考文献
Araki, E., Saffer, D.M., Kopf, A.J., Wallace, L.M.,
Kimura, T., Machida, Y., Ide, S., Davis, E. and IODP
Expedition 365 Shipboard Scientists. 2017. Recurringand triggered slow-slip events near the trench at the
Nankai Trough subduction megathrust. Science, 365,
1157︲1160.
Fujiwara, T., Kodaira, S., No, T., Kaiho, Y., Takahashi,
N. and Kaneda, Y. 2011. The 2011 Tohoku

395︲399.
Tobin, H., Kinoshita, M., Ashi, J., Lallemant, S., Kimura,G., Screaton, E., Moe Kyaw, T., Masago, H., Curewitz,
D. and IODP Expeditions 314/315/316 Science Party.
2009. NanTroSEIZE Stage 1 Expeditions 314, 315,
and 316; ﬁrst drilling program of the Nankai TroughSeismogenic Zone Experiment. Sci. Dril., 8, 4︲17.
Ujiie, K., Tanaka, H., Saito, T., Tsutsumi, A., Mori, J.,
Kameda, J., Brodsky, E., Chester, F., Eguchi, N.,
Toczko, S. and Expedition 343 and 343T Scientists.
2013. Low coseismic share stress on the Tohoku
megathrust determined from laboratory experiments.
Science, 342, 1211︲1214.

earthquake: displacement reaching the trench axis.
Science, 334, 1240.
Kodaira, S., No, T., Nakamura, Y., Fujiwara, T., Kaiho,Y., Miura, S., Takahashi, N., Kaneda, Y. and Taira, A.
2012. Coseismic fault rupture at the trench axis
during the 2011 Tohoku-oki earthquake. Nat. Geosci.,
5, 646︲650.
Obara, K. and Kato, A. 2016. Connecting slow
earthquakes to huge earthquakes. Science, 353, 253︲
257.
Sakaguchi, A., Chester, F., Curewitz, D., Fabbri, O.,
Goldsby, D., Kimura, G, Li, C.F., Masaki, Y., Screaton,
E.J., Tsutsumi, A., Ujiie, K. and Yamaguchi, A. 2011.
Seismic slip propagation to the up-dip end of plateboundary subduction interface faults: Vitrinite

倉本真一
［くらもと

現職

しんいち］

国立研究開発法人 海洋研究開発

機構 理事
略歴

平成 3 年 3 月 東京大学大学院理学系研究科地質学専攻修了（理学博士），
平成 5 年 4 月 通商産業省工業技術院地質調査所，平成
14 年 10 月 海洋科学技術センター地球深部探査セン
ター，平成 28 年 4 月地球深部探査センター長，平成 31
年 4 月研究プラットフォーム運用開発部門長，令和 3
年 4 月理事，現在に至る
専門分野

海洋地質学，掘削科学

南海トラフ地震発生帯掘削計画が明らかにしたこと── 33

ジェイディス

津波ハザードステーション（J-THIS）の開発
土肥裕史・中村洋光・藤原広行
学地震研究所 佐竹健治教授）および「津波ハザー
1． は じ め にド・ リ ス ク 情 報 の 高 度 利 用 に 関 す る 委 員 会 」（2017～2018 年， 委 員 長： 東 京 大 学 地 震 研 究 所

わが国は古来より津波による被害を繰り返し受佐竹健治教授；2019 年～現在，岐阜大学工学部社

けてきた．2011 年 3 月 11 日に日本海溝沿いで発会基盤工学科 能島暢呂教授）を立ち上げ，確率

生した Mw 9.0 の東北地方太平洋沖地震による巨論的な津波評価によって得られる津波ハザード情

大な津波（以下，2011 年東北津波と呼ぶ）は，報の利活用に向けた議論を行っている．
「津波ハ

東北地方太平洋岸の広範囲に甚大な被害を及ぼし

ザード情報の利活用に関する委員会」が取りまとた．発災から 10 年が経過した現在もなお，現地めた提言において，津波リスク評価等を実施するにその爪痕を残している．こうした状況を踏ま専門家に対する多様な津波ハザード情報を利活用

え，近い将来の発生が懸念される南海トラフ巨大できる公開システムの必要性が指摘されている1）．

地震など，巨大地震・津波を対象に，事前の備

この提言を受けて，防災科研は多様な津波ハザー

え・対策に資する，多様な津波ハザード情報を提供

ド情報を利活用できるシステム「津波ハザードスするシステムを構築することは喫緊の課題である．

2）
テーション（J-THIS）」（以下，J-THIS と呼ぶ）

2011 年東北津波発災の翌年，防災科学技術研の開発を開始した．
「津波ハザード・リスク情報究所（以下，防災科研と呼ぶ）は多様な地震津波の高度利用に関する委員会」では，利用者それぞに対する事前の備え・対策に資すること，およびれの目的に応じて効果的に利活用できるシステム

国の地震調査研究推進本部地震調査委員会（以であることを目指し，システムの高度利用に向け

下，地震本部と呼ぶ）津波評価部会が進めることた具体的な仕様や要望等の検討を続けている．ことなった確率論的な津波評価に資することを目的うした議論を踏まえ，防災科研は 2020 年 2 月にとして，津波ハザード評価研究プロジェクトを開J-THIS の運用を開始し，現在も改良を進めている．

ジェイディス

始した．本研究プロジェクトでは，過去に発生し本稿では，J-THIS の概要，J-THIS が提供するたことが知られていない巨大地震・津波を含む，

確率論的津波ハザード情報についての評価手法，

多様な地震・津波を科学的知見に基づき合理的におよび J-THIS の特徴について説明する．

モデル化し，将来の津波ハザード評価に取り込むことを目標の 1 つとした．具体的には，将来の予

2． J-THIS の概要

測や評価と不可分な不確定性や予測誤差を合理的に整理，導入し，的確な評価を行うため，わが国

2021 年 1 月現在，J-THIS 2） では「南海トラフ

で従来多く用いられてきた決定論的な津波評価で沿いで発生する大地震の確率論的津波評価」（地はなく，確率論的な津波評価を行うこととした．

震調査委員会，2020）3） について，より詳細な津本プロジェクトの一環として，防災科研は確率論的な津波ハザードの計算を実施し，地震本部津
波評価部会等での検討資料を提供することに加え

波ハザード情報を公開している．
具体的には，南海トラフ沿いの大地震によって発生する津波を対象に，て，専門家による「津波ハザード情報の利活用に

1．南海トラフ海域に面する海岸（50 m メッ

関する委員会」（2013～2016 年，委員長：東京大シュ）に設定した地点（合計 357,437 点；以下，34 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

ハザード評価点と呼ぶ）で，今後 30 年以内に一源断層モデル群を設定している．具体的には，地定高さ以上の津波が来襲する確率（南海トラフ沿震調査委員会（2013）5） が設定した，南海トラフ

いで大地震が起きたと限定した場合の超過確率；

沿いで発生するプレート間地震の地震発生領域区

以下，たんに超過確率と呼ぶ）の分布，
2．ハザード評価点における津波高さと超過確率の関係（以下，ハザードカーブと呼ぶ），
3．津波伝播遡上計算に用いた波源断層モデルの断層パラメータおよびすべり量分布，
4．波源断層モデルごとに計算された最大の津
波高さ（以下，最大水位上昇量と呼ぶ）の分布，
5．津波伝播遡上計算に用いた海底地形図，といった津波ハザード情報を提供している．

図 1 南海トラフ沿いで発生するプレート間地震の地
震発生領域区分．地震調査委員会（2013）5）に加筆

3． 確率論的津波ハザード評価手法
3）
J-THIS 2）が提供する，地震調査委員会（2020）の確率論的な津波評価結果の手法について概説する．地震調査委員会（2020）3） は，①地震の発生可能性の評価，②波源断層モデルの設定，③海底・陸域地形のモデル化，④津波高さの評価，⑤ハザードカーブの作成，の手順で確率論的な津波評価を行っている．詳細については，地震調査委
3）
員会（2020）の考え方とその評価結果を詳述した藤原ほか（2020）4）を参照されたい．
3．1

地震の発生可能性の評価

3）
地震調査委員会（2020）
は，南海トラフ沿いの 大 地 震 の 発 生 が BPT（Brownian PassageTime）分布に基づく更新過程に従うと仮定した
うえで，「南海トラフの地震活動の長期評価（第5）二版）」（地震調査委員会，2013）の考え方に基づき，南海トラフ大地震の平均発生間隔を 88.2
年， ば ら つ き を 0.22 で 設 定 し， 評 価 開 始 時 点
2020 年 1 月 1 日から 30 年間に次の南海トラフの大地震が発生する確率（30 年発生確率）として算出される 74.3% を用いている．
3．2

波源断層モデルの設定

3）
地震調査委員会（2020）
は，南海トラフ沿いで発生する地震の多様性を表現するため，さまざ
まな震源域の組合せや，不均質なすべり量分布が津波に与える影響を考慮し，合計 2,720 種類の波

図 2

震源域と波源断層モデルの対応関係．上段の（a）の震源域 AB に，12 とおりの波源断層モデルが対応し，下段の（b）の震源域 CD にも，12 とおりの波源断層モデルが対応している
津波ハザードステーション（J-THIS）の開発── 35

分（図 1）の組合せによって震源域を表現しており，設定した震源域に対して，大すべり域の空間
分布の多様性を考慮した波源断層モデルを設定している（図 2）．
J-THIS では，2,720 種類の波源断層モデルの詳細（断層パラメータおよびすべり量分布）を閲覧することができる（4.2.1 項参照）．
3．3

海底・陸域地形のモデル化

3）
地震調査委員会（2020）は，内閣府の「南海トラフの巨大地震モデル検討会（第二次報告）」6）および「日本海溝・千島海溝沿いの巨大地震モデル検討会」7）が作成した海底・陸域地形のメッシュデータを使用している．メッシュのサイズは沖合から順に
1,350，450，150，50 m の 4 種類とし，ネスティン
グを用いて津波伝播遡上計算を行っている．
J-THIS では，メッシュサイズごとに海底地形図を閲覧することができる（4.3 節参照）．
3．4

津波高さの評価

地震調査委員会（2020）3）は，「波源断層を特性化した津波の予測手法（津波レシピ）」（地震調査委員会，2017）8） に基づき津波伝播遡上計算を行っている．確率論的な津波評価では，津波伝播遡上計算によって得られる最大水位上昇量を，不確定性を含む
確率変数として扱い，津波高さの真値がその周りにある確率密度分布で存在していると考える．

図 3

震源域パターンと地震パターンの対応関係．震源域 AB を持つ波源断層モデルが 12 とおり，震源域 CD を持つ波源断層モデルも 12 とおりの場
合，震源域 AB と震源域 CD から構成される震源域パターンに対応する地震パターンは 12×12＝144 とおり存在する．

J-THIS では，2,720 種類の波源断層モデルごと

ハザードカーブ，すなわち，ハザード評価点ごに計算された，各ハザード評価点における最大水とに，評価開始時点 t（直近の大地震からの評価

位上昇量を閲覧することができる（4.2.2 項参照）．

時点までの経過時間）からΔ t 年間に，南海トラ

3．5

ハザードカーブの作成

フの大地震によって発生する津波の最大水位上昇

3）

量 H が あ る 閾 値 h を 超 え る 確 率（ 超 過 確 率 ）地震調査委員会（2020） は，現在の南海トラフの地震サイクルにおいて，176 種類の震源域の組合せ（以下，震源域パターンと呼ぶ）の中のい
ずれか 1 つのみが出現し，残りの 175 種類の震源

P（H＞h;Δ t）は以下のように表現される．

∑W（Q ）P（H＞h│Q ）（1）P（H＞h;Δ t）＝P（t,Δ t）

k

k

k

域パターンは出現しないと考えている．同様に，

ここで，P（t,Δ t）は評価開始時点 t からΔ t 年間に348,345 種類の波源断層モデルの組合せ（以下，

次の南海トラフの大地震が発生する確率であり，地震パターンと呼ぶ）の中のいずれか 1 つのみがt ＝2 0 2 0 年 1 月 1 日 ，Δ t ＝3 0 年 ， P（ t ,Δ t ）＝

出現し，残りの 348,344 種類の地震パターンは出

74.3% を与える．また，W（Qk）は k 番目の地震パ

現しないと考えている．すなわち，震源域パター

ターン Qk の重み，P（H＞h│Qk）は次の南海トランそれぞれは互いに排反の関係にあり，地震パ

フの大地震が k 番目の地震パターン Qk として発ターンそれぞれも互いに排反の関係にあるといえ生する場合に，海岸のある地点において，最大水る（図 3，表 1）．

位上昇量 H がある閾値 h を超える条件付きの超36 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

3）
表 1 地震調査委員会（2020）が設定した震源域，波源断層モデル，震源域パターン，地震パターンの
まとめ

種別

数量

震源域

備考

79

断層の位置・大きさ・形状のみが指定され，すべり不均質が未指定のもの

波源断層モデル

2,720

震源域にすべり不均質が指定されたもの震源域パターン

176

１つ以上の震源域の組合せ

348,345

１つ以上の波源断層モデルの組合せ

地震パターン

4．1

確率論的津波ハザード評価結果の表示

4．1．1

30 年超過確率分布

南海トラフ沿いで発生する大地震によって，今後 30 年以内に 3 m 以上，5 m 以上，10 m 以上の津波が来襲する確率（30 年超過確率）を選択し，地理院地図に重ねて表示することができる（図 4（a））．また，地図を拡大すると，ハザード評価点
ごとの南海トラフ地震に対する超過確率を表示することができる（図 4（b））．この地図を見ることで，南海トラフに面した太平洋沿岸地域のどこの海岸が他に比べて相対的に津波に襲われる可能性が高いか低いかを知ることができる．
4．1．2

過確率である．
3）

ハザードカーブ

地震調査委員会（2020） は，k 番目の地震パ

30 年超過確率分布図（図 4（b））上で地点を選

ターン Qk を構成する，jmax 個の波源断層モデル

択すると，当該地点におけるハザードカーブを表

E（j＝1,…j
によってあるハザード評価点に対jkmax）

示することができる（図 4（c））．ハザードカーブ

して計算された最大水位上昇量 H はそれぞれ確にマウスカーソルを合わせると，最大水位上昇量

率的に独立であると考え，P（H＞h│Qk）を以下に対応した，30 年超過確率の値を表示することのように表現している．

ができる．

jmax

}
∏{1−P（H＞h│E ）（2）P（H＞h│Qk）＝1−

jk

j＝1

ここで，P（H＞h│Ejk）は波源断層モデル Ejk で

4．2

波源断層モデル・津波伝播遡上計算結果の
表示

4．2．1

すべり量分布近似される地震が発生した場合に，当該ハザード
評価点において，最大水位上昇量 H がある閾値
h を超える条件付きの超過確率である．
3）
地震調査委員会（2020）
は，すべてのハザード評価点で計算したハザードカーブをもとに，最波源断層モデルの断層パラメータおよび

J-THIS では，震源域パターンを選択したうえで，その震源域パターンを構成する波源断層モデ
ルを選択する（図 5（a））（震源域パターンや波源
断層モデルについては，図 3 および表 1 参照）．

大水位上昇量を 3，5，10 m に固定し，今後 30 年

波源断層モデルを選択すると，断層パラメータ以内に 3，5，10 m 以上の津波が海岸に来襲するを表示するとともに，すべり量分布を地理院地図

超過確率（30 年超過確率）を公表している．

に重ねて表示することができる（図 5（b），（c））．

J-THIS では，3，5，10 m それぞれに対する 30

4．2．2

津波伝播遡上計算結果

年 超 過 確 率 分 布 と， す べ て の ハ ザ ー ド 評 価 点

選択した波源断層モデルについて，津波伝播遡（357,437 地点）におけるハザードカーブを閲覧す

上計算によって得られる，海岸での最大水位上昇

ることができる（4.1 節参照）．

量を地理院地図に重ねて表示することができる（図 5（d））．また，地図を拡大すると，ハザード

4． J-THIS の特徴

評価点ごとに最大水位上昇量を表示することができる（図 5（e））．

本章では，津波ハザード情報を 3 つの観点（確なお，前述の確率論的津波ハザード評価結果の率論的津波ハザード評価結果，波源断層モデル・

表示（4.1 節）において，30 年超過確率分布図（図

津波伝播遡上計算結果，海底地形図）からとらえ，

4（b））上で地点を選択すると，津波伝播遡上計

J-THIS 2）の特徴を解説する．

算結果のうち，当該地点における最大水位上昇量
津波ハザードステーション（J-THIS）の開発── 37

図 4

J-THIS で閲覧できる確率論的津波ハザード評価結果．（a）今後 30 年以内に 3 m 以上，5 m 以上，および10 m 以上の津波が来襲する確率を選択し，地理院地図に重ねて表示できる（図では 5 m 以上を選択）．（b）
地図を拡大し，ハザード評価点ごとに表示できる．
（c）（b）で地点を選択すると，当該地点におけるハザードカー
ブを表示できる．（d）津波伝播遡上計算で使用した 2,720 種類の波源断層モデル群のうち，当該地点における最大水位上昇量上位 5 つを表示できる．モデル名をクリックすると，該当する波源断層モデルの断層パラメー
タとすべり量分布（図 5（b），（c）参照）および最大水位上昇量分布（図 5（d），（e）参照）を表示できる

上位 5 つを表示することができる（図 4（d））．

を比較することができる．

波源断層モデル名をクリックすると，当該モデル
5． お わ り にの断層パラメータとすべり量分布および最大水位
上昇量分布を表示することができる．
4．3

海底地形図の表示

利用者それぞれの目的ごとに，必要とされる津

津波伝播遡上計算に使用した海底地形図

波ハザード情報は多岐にわたる．提供する津波ハ（1,350，450，150，50 m の 4 種類）を地理院地図

ザード情報がより広く効果的に津波防災対策に活に重ねて表示することができる（図 6（a），（b））．

用されるためには，その意義・有効性とともに，また，海底地形図を南海トラフ地震に対する

津波ハザード評価における仮定や限界をわかりや

30 年超過確率分布図や最大水位上昇量分布図にすく利用者に示すとともに，利用者のニーズや要

重ねて表示することも可能であり（図 6（c）），最望を参考とした，さらなるシステムの改良が必要

大水位上昇量と海岸付近における海底地形の特徴である．

38 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

図 5

J-THIS で閲覧できる波源断層モデル・津波伝播遡上計算結果．（a）震源域パターンを選択したうえで，その震源域パターンを構成する波源断層モデルを選択する．（b）選択した波源断層モデルの断層パラメータ．（c）
選択した波源断層モデルのすべり量分布を地理院地図に重ねて表示できる．（d）選択した波源断層モデルから得られる最大水位上昇量を地理院地図に重ねて表示できる．（e）地図を拡大し，ハザード評価点ごとに表
示できる

図 6

J-THIS で閲覧できる海底地形図．（a）1,350 m メッシュの海底地形図．（b）50 m メッシュの海底地形図．（c）
海底地形図（50 m メッシュ）を最大水位上昇量分布図（図 5（c））に重ねて表示できる
津波ハザードステーション（J-THIS）の開発── 39

J-THIS の利便性向上を目的として，利用者が6） 内閣府．2021．南海トラフの巨大地震モデル検討

独自に構築したシステムに J-THIS が提供する津会．http://www.bousai.go.jp/jishin/nankai/model/

波ハザード情報を直接的に取得できる仕組み，すなわち Web API を公開する予定である．
津波防災に資するシステムとなることを目指して， 利 用 者 の ニ ー ズ や 要 望 を 参 考 に， 今 後 も
J-THIS の改良を進める．

（2021 年 1 月 16 日閲覧）
7） 内閣府．2021．日本海溝・千島海溝沿いの巨大地
震 モ デ ル 検 討 会．http://www.bousai.go.jp/jishin/nihonkaiko_chishima/model/index.html（2021 年 1
月 16 日閲覧）
8） 地震調査委員会．2017．波源断層を特性化した津波の予測手法（津波レシピ）．https://www.jishin.
go.jp/evaluation/tsunami_evaluation/tsunami_

謝辞
J-THIS は，防災科研運営費交付金プロジェク

recipe/（2021 年 1 月 16 日閲覧）

ト「ハザード・リスク評価に関する研究」の一環として，地震本部津波評価部会等での審議を踏まえ開発が行われた．J-THIS の開発において，「津

土肥裕史
［どひ

ゆうじ］

波ハザード情報の利活用に関する委員会」（2013～

現職

2016 年，委員長：東京大学地震研究所 佐竹健治

究所特別研究員．博士（工学）教授）および「津波ハザード・リスク情報の高度利用に関する委員会」（2017～2018 年，委員長：
東京大学地震研究所 佐竹健治教授；2019 年～現在，岐阜大学工学部社会基盤工学科 能島暢呂教

略歴

参考文献
1） 津 波 ハ ザ ー ド 情 報 の 利 活 用 に 関 す る 委 員 会．
2016．津波ハザード情報の利活用報告書．防災科学
技術研究所研究資料，406．doi/10.24732/nied.00002020
2） 防災科学技術研究所．2020．J-THIS 津波ハザー
ドステーション．doi.org/10.17598/nied.0016

所入所．津波ハザード・リスク評価研究に従事
研究分野

go.jp/evaluation/tsunami_evaluation/#nankai_t（2020 年 12 月 26 日閲覧）4） 藤原広行ほか．2020．南海トラフ沿いの地震に対する確率論的津波ハザード評価 第一部 付録編．防災 科 学 技 術 研 究 所 研 究 資 料．439．doi/10.24732/
nied.00002258
5） 地震調査委員会．2013．南海トラフの地震活動の長期評価（第二版）について．https://www.jishin.
go.jp/main/chousa/13may_nankai/index.htm（2020年 12 月 26 日閲覧）40 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

津波ハザード・リスク評価

中村洋光
［なかむら

現職

ひろみつ］

国立研究開発法人防災科学技術研究所副部門長．博士（理学）
略歴2001 年東京大学大学院理学系研

究科地球惑星科学専攻博士課程単位取得
退学．財団法人鉄道総合技術研究所研究員等を経て，2019 年より現職
研究分野

3） 地震調査委員会．2020．南海トラフ沿いで発生する大地震の確率論的津波評価．https://www.jishin.

2017 年京都大学大学院工学研究科博士後期課程修了．防災科学技術研究

授）から貴重なご意見をいただいた．ここに記して感謝いたします．

国立研究開発法人防災科学技術研

リアルタイム地震防災

藤原広行
［ふじわら

ひろゆき］

現職

国立研究開発法人防災科学技術研

究所

マルチハザードリスク評価研究部

門長．博士（理学）略歴1989 年京都大学大学院理学研究科中退．科学技術庁国立防災科学技術センター（現：
防災科学技術研究所）入所．全国強震観測網 K-NET の整備，全国地震動予測地図の作成，リアルタイム地震
被害推定システムの開発などに従事
研究分野

応用地震学

コロンビアにおける地震・津波・火山災害の軽減に向けた日本の貢献
熊谷博之
ンビアにおける地震・津波・火山災害の軽減技術
1． は じ め にに 関 す る 研 究 開 発 」 が 実 施 さ れ た． こ のSATREPS プロジェクトは，コロンビアと日本の

南米大陸の北西に位置するコロンビアは，南米

大学や研究機関（表 1）の研究者が地震・津波・ではブラジルに次ぐ約 5,000 万人の人口を有して火山災害の軽減技術に関する研究開発を行い，そおり，コーヒーや石油・石炭の輸出などを通してれらの技術をコロンビアにおいて自立的かつ発展

安定的に経済成長が進んできた．アンデス山脈に的に運用することを目的とし，日本の研究者の派

ある首都のボゴタは，800 万人が暮らしている大遣やコロンビアの研究者の招聘による共同研究に都市である（図 1）．

より数多くの成果が得られた．主な成果として，ボゴタ周辺には活断層が多数分布しており，歴（1）地震と火山の監視能力の向上，（2）地震発生

史的にマグニチュード（M）が 7 クラスの大きな過程の理解，（3）強震動および津波被害の予測，内陸地震が発生している．コロンビアの太平洋側があげられる．本稿ではその概要について紹介すからは，ナスカプレートが南米プレートの下に沈るとともに，今後の日本とコロンビアの防災分野

み込んでいる（図 1）．このコロンビア沈み込みにおける協力の展望について述べる．

帯では，歴史的に津波を伴う大地震が発生し，沿岸地域に被害を起こしてきた．またコロンビアの2． 地震と火山の監視能力の向上

北側にはカリブ海プレートがあり，南米プレートの下に沈み込んでいると考えられている（図 1）．

コロンビアにおける地震と火山の監視はコロン

歴史的にはこのカリブ海沈み込み帯での大地震のビア地質調査所（SGC）が行っている．SGC は

記録はないものの，カリブ海沿岸は都市化が進ん

衛星通信を用いて地震波形データの伝送を行うテ

でおり，大地震が発生した場合の被害が懸念されレメータを南米では最も早く導入するなど，地震ている．

および火山の監視を先端的に進めてきた．このプ

コロンビアのアンデス山脈は 3 つに分岐しておロジェクトでは，それらの観測機材を活用するとり，その中央にある山脈には活発な火山活動を起ともに，地震の監視のために新たに広帯域強震計

こしているネバドデルルイス火山やガレラス火山をコロンビア全土に設置した（図 2）．大きな地などがある（図 1）．1985 年に起こったネバドデ

震が発生した場合，これまで用いられてきた広帯

ルルイス火山の噴火では，山頂の氷河が融けて生域地震計では振り切れて地動の記録ができない場

じた泥流により 2 万人を超える死者がでた．この合があるが，広帯域強震計はゆっくりとした揺れ

ように，地震・津波・火山災害を受けてきたコロまでを振り切れることなく記録が可能である．こンビアにとってそれらの災害の軽減は国家的な課

れらの地震計は，後で述べる地震監視システムに題である．

活用されている．さらにネバドデルルイス火山お2015 年から 2020 年にわたって地球規模課題対
応国際技術協力プログラム（SATREPS）「コロよびガレラス火山には，噴火に伴う大気の振動を記録できる空振計などを導入した．

コロンビアにおける地震・津波・火山災害の軽減に向けた日本の貢献── 41

SGC では，SeisComP と呼ばれる世界で標準的に使われている震源決定システムを運用している．この SeisComP による震源情報（震源位置とマグニチュード）は，津波の監視を行っているコ
ロンビア海洋機構（DIMAR）と防災情報を発出するコロンビア危機管理庁（UNGRD）およびボ

図 1

コロンビアおよびその周辺の地形とプレートの
配置

図 3
図 2

コロンビアにおける広帯域強震計（黒三角）と広帯域地震計（白三角）の配置
表 1

ネバドデルルイス火山におけるさまざまな地震と微動の震源分布と測地学的に推定されたマグ
マ溜まりからのマグマの上昇経路（Kumagai etal., 2019 を改変）

SATREPS プロジェクトの日本とコロンビアの参加機関とその主な役割
日本

コロンビア

名古屋大学（代表機関，地震・火山活動の監視と解析） コロンビア地質調査所（代表機関，地震・火山活動の監視と解析）
防災科学技術研究所（強震動被害予測・情報伝達）

コロンビア危機管理庁（防災情報の発信）

東京工業大学（強震動被害予測・情報伝達）

ボゴタ危機管理庁（防災情報の発信）

東北大学（津波・強震動被害予測）

コロンビア海洋研究機構（津波監視）

東京大学（火山活動の監視）

ロスアンデス大学（強震動被害予測）

千葉大学（強震動被害予測）

コロンビア国立大学（津波被害予測）

広島大学（強震動被害予測）
建築研究所（津波被害予測）
42 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

図 4エクアドル・コロンビア沈み込み帯における地震発生モデルの概念図．従来のモデル（左図）と Yoshimoto et al.（2017）に基づく新たなモデル（右図）

ゴタ危機管理庁（IDIGER）と共有されている．
DIMAR は，地震発生から 3 分程度で決まる SGCの震源情報に基づいて，津波到着時刻と波高を推定するシステムの導入をこのプロジェクトを通して行った．このシステムでは，コロンビア沈み込み帯で発生する可能性がある地震に対して，津波シミュレーションにより事前に津波到着時刻と波図 5

GNSS 観測値（黒矢印）から推定されたエクア
ドル・コロンビア沈み込み帯でのナスカプレー
トと南米プレートの固着率の分布（Sagiya andMora-Páez, 2020 を改変）

高の推定を行い，それをライブラリ化して用いて火山で起こる地震は，マグマなどの流体が関与しいる．さらに SGC には，地震のメカニズムと津て発生するため，波形が複雑で走時の読み取りが

波波高の推定を自動的に行うシステム（SWIFT-

難しいものが多く，SeisComP などで用いられて

TSUNAMI）がプロジェクトを通して導入されいる走時に基づく震源決定手法が適用できない場

た．このシステムでは，観測された地震波形から合が多い．ASL は，高周波数の平均振幅を用い推定された地震メカニズムを用いて断層すべりにて震源決定を行っており，走時の読み取りができよる海底面の変形を計算し，それに基づいて津波ない複雑な波形に対しても適用することができ

波形シミュレーションを行うことで津波波高の推る．このシステムの導入により，さまざまな地震定を行う．よって，どのような地震に対しても津や微動に対してリアルタイムでの自動の震源推定

波波高の推定が可能であり，想定外ということがが可能となった．ASL により推定されたマグマ

ない．このシステムは，地震発生から 10～15 分が関与した地震や微動の震源位置の分布から，ネで推定を行うことができ，広帯域地震計だけでな

バドデルルイス火山におけるマグマの上昇経路にく広帯域強震計も用いているため，大きな地震が関 す る 理 解 が 深 ま っ た（ 図 3，Kumagai et al.,

起こっても正確な推定が可能である．DIMAR の2019）．さらに空振計の導入により噴火活動を詳システムと SGC の SWIFT-TSUNAMI を組み合細に把握することが可能となった．噴火の発生とわせることにより，迅速かつ精度の高い津波推定

規模を把握することは火山防災において最も重要がコロンビアにおいて可能となった．

なことであるが，アンデス山脈にある火山の標高

火山監視に関しては，ネバドデルルイス火山とは 4,000～5,000 m と高いため，山頂は雲に覆われ

ガレラス火山に加えて，プラセ火山（図 1）を対ていることが多く，映像による噴火の把握は困難

象に，これらの火山で発生した地震の震源位置とな場合が多い．空振計の記録により，どのようなマグニチュードを自動的に推定できるシステム

状況においても噴火の発生時刻と規模を推定する（ASL）がこのプロジェクトにより導入された．

ことが可能となった．さらに衛星の赤外線画像をコロンビアにおける地震・津波・火山災害の軽減に向けた日本の貢献── 43

図 6

セルビタ断層による想定地震（上図）とそれによるボゴタでの建物被害の推定（下図）．この地震により，被害総額は約 33.6 兆コロンビアペソ（約 1 兆円）に達することが推定されている

用いた熱異常の自動検出システムも構築され，噴火の把握が多面的に行えるようになった（Castaño et al., 2020）．
3． 地震発生過程の理解

図 7

エクアドル・コロンビア沈み込み帯における想定地震（上図）とそれによるトゥマコにおける最大津波波高の分布（下図）．最大 4.5 m を超える津波によりビシオサ島とトゥマコ島の大部分が浸水することが推定されている（Escobar etal., 2020 を改変）

しかしながら，1906 年という近代的な地震観測が行われる前の地震であったため，マグニチュー

1906 年に発生したエクアドル・コロンビア地

ドの推定も含めて不確定な要素が多かった．この震は，エクアドル・コロンビア沈み込み帯におけプロジェクトでは，当時測定が行われていたハワ

る歴史上最大の地震である．その後も，この沈み

イと日本の潮位記録に，この地震の津波が記録さ込み帯では，繰り返し M7～8 クラスの地震が発れていることに着目し，その津波波形の解析から生 し た． 従 来 の 研 究 で は，1942 年，1958 年，

この地震の震源過程を推定した．その結果，マグ1979 年 に 発 生 し た 3 つ の 地 震 の 震 源 領 域 が，ニチュードは 8.4 と従来よりも小さい値となり，

1906 年に一度に破壊されたことにより M8.8 とい断層すべりが起こった領域は上記の 3 つの歴史地

う巨大地震になったと解釈されていた（図 4）．

震とは重ならない領域であったことが示された

44 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

（図 4，Yoshimoto et al., 2017）．さらにこのすべしている．

りモデルに基づいて 1906 年の地震に伴う強震動の推定も行われ，観測された震度をおおむね説明4． 強震動および津波被害の予測できることがわかった（Pulido et al., 2020）．これらの結果は，従来の解釈とは大きく異なり，こボゴタ周辺で地震が発生した場合に，ボゴタにの沈み込み帯で発生した大地震は重なり合わない

おける強震動および建物被害の推定を行うシステ

それぞれの震源領域で断層すべりが起こったこと

ムがこのプロジェクトを通して構築された．地震を示しているの揺れの大きさは，震源からの距離とともに小さ

SGC は地震・火山観測だけなく，GNSS（GPS）

くなるが，地表付近の地質に大きく影響され，柔を用いた地殻変動観測に関しても先進的に行ってらかい地盤があると増幅される．そのような増幅きた．その長年蓄積された GNSS データにより，率の解析を SGC および IDIGER の強震計観測網

プレート間の固着度の推定がこのプロジェクトをで得られた地震波形データから行い，増幅率の推通して行われた．ナスカプレートについては，エ定式を導出した（Miura et al., 2019）．さらにボクアドル側の沈み込み帯で比較的高い固着が推定ゴタにある個々の建物の位置・構造種別・価値にされた一方で，コロンビア側では固着率は小さい

関するデータベースを作成するとともに，強震動値となった（図 5，Sagiya and Mora-Páez, 2020）．

に対して建物がどの程度被害を受けるかを評価でこの領域では 1979 年に M8.1 の地震が発生してきる被害関数を作成した．これらの関係を用いる

おり，トゥマコ（図 1）などに津波被害をもたらことで，地震の震源位置とマグニチュードを入力した．これらの結果は，この沈み込み帯におけるすると，ボゴタでの揺れと建物被害の推定を行う

エクアドル側とコロンビア側でのプレート固着のことができる．このアルゴリズムを用いて SGC

仕方が異なっているということを示している．一による震源情報に基づいて自動的かつ即時的に建方，カリブ海プレートにおいては，カルタヘナ

物被害推定を行うシステムを構築するとともに，（図 1）の下に固着率が大きい領域が推定された．

過去に発生した地震あるいは今後発生する可能性

この結果は，カリブ海プレートが南米プレートのがある地震についても，強震動および建物被害推

下に沈み込んでいること，さらにこの領域で大き定が可能となった（図 6）．

な地震が発生する可能性があることを示している．

ボゴタは，アンデス山脈の標高 2,600 m の盆地

繰り返し地震と呼ばれる，マグニチュードが小に形成された都市である．盆地の堆積物は基本的

さく短期間で繰り返し発生する地震の解析が，こに未固結の土壌であり，上述のように地震動の増れら 2 つのプレートの沈み込み帯で行われた．繰

幅を起こしやすい．さらに盆地構造は長周期の揺り返し地震は，小さなアスペリティと呼ばれる局れも増幅しやすいという特徴がある．よってその所的に固着率が大きい領域が繰り返し破壊される構造を調べることは，強震動の推定において重要ことにより発生し，周辺の固着率が小さい領域のである．このプロジェクトでは，微動計と呼ばれみで起こると考えられている．これら 2 つの沈みる地動ノイズから地下構造を推定できる計測器を込み帯での繰り返し地震は，上記の GNSS デー

コロンビアに導入し，ボゴタにおいて 1,000 点以

タから推定された固着率の小さい領域のみに存在上の地点で微動観測を行うことにより，ボゴタ盆すること，さらにコロンビア沈み込み帯の沖合に地の詳細な 3 次元の地震波速度構造を推定した．

も存在することが示された（Bermúdez-Barrios

この構造モデルは，上述の強震動・建物被害推定

and Kumagai, 2020）．よって，繰り返し地震の解システムの高精度化に寄与するだけなく，高層ビ

析結果は，GNSS による固着率の推定結果を支持

ルに大きな揺れをもたらす長周期震動の評価にもするとともに，コロンビア沈み込み帯では沖合ま用いることができる．

で固着率が小さい領域が広がっていることを示唆

太 平 洋 に 面 し た ト ゥ マ コ は，1979 年 の 地 震コロンビアにおける地震・津波・火山災害の軽減に向けた日本の貢献── 45

（M8.1）による津波で，51 名の死者・行方不明者

る．そのような想定地震に対する津波被害の評価を出すなど大きな被害が出た．その被害が出た地に関する取り組みは，すでにトゥマコで進められ域に現在 20 万人が居住しており，津波に対してつつある（図 7，Escobar et al., 2020）．

脆弱性が高い状態ある．このプロジェクトでは，

火山に関しては，監視能力の向上だけでなく，津波伝播・遡上シミュレーション手法を用いて，

ネバドデルルイス火山の地震波速度構造とその時

トゥマコや他の沿岸地域における津波被害の定量

間変化の推定（Londoño and Kumagai, 2018）や的な評価を行った．さらに，衛星画像・現地調

ガレラス火山の低周波地震の発生過程の解明

査・Google ストリートビューによりトゥマコに（Taguchi et al., 2018）などの基礎研究に関しておける建物データベースを作成した．この情報にも成果が上がっている．噴火活動の様式は各火山

基づく構造モデルに対して数値計算を用いて津波で大きく異なるため，監視能力を強化するだけでに対する耐力の解析を行い，被害関数を構築した

なく，過去に発生したさまざまな現象の理解を深（Medina et al., 2019）．これにより津波の浸水予めることが，火山活動が活発化した場合にその推測だけなく，それによる建物被害の定量的な推定移を予測する上で不可欠である．

が可能となった．

地震・津波・火山災害を軽減することは，わが国においても容易なことではない．その原因は，

5． 議

論

これらの現象が大きな多様性を持っており予測が困難であること，さらに高度かつ複雑化した社会

上記のプロジェクト活動を通して，コロンビアの脆弱性が高まっていることに起因している．そにおける地震・津波・火山災害を軽減するためのの解決のためには，さまざまな沈み込み帯で研究

包括的な研究が行われ，開発されたシステムの多を行い，その知見を共有することが重要である．

くはコロンビアの関係機関に実装され運用されて沈み込み帯にはコロンビアのような途上国が位置いる．さらに，各機関のホームページや Twitter

しており，そのような国と共同研究を行うためになどのソーシャルメディアを通して地震・津波監

は，各国の実情にあった技術や手法の導入や開発

視や強震動・被害予測などに関する情報が発信さが必要である．多くの途上国においては，観測イれている．地震監視に関しては，隣国のエクアド

ンフラを独自に整備することは予算的にも技術的

ルと地震波形データの共有を行うとともに，エクにも可能になっている．その一方で，監視や被害アドルにも SWIFT-TSUNAMI が導入されてい予測のための技術や知見といったソフト面での要るため，両国でこのシステムの更なる技術開発が望が高まっており，そのような技術の導入と運用行われている．

のためには人材の育成が必要である．これらの方コロンビアにおける 2 つの沈み込み帯における向で，わが国が果たす役割は大きいと考えられ地震学的および測地学的研究は，この領域での地

る．このプロジェクトにおいてもコロンビアの研

震発生過程の理解に大きく貢献した．コロンビア

究員を留学生として受け入れて，修士および博士

沈み込み帯における地震の起こり方や固着率分布

課程での教育・研究を行うとともに，若手の日本との関係や，カリブ海プレート沈み込み帯におけ

人人材の育成も進めた．今後さまざまな枠組みをる高い固着率領域の存在については，今後さらに用いて，このプロジェクトを通して構築された両観測の増強とそれらのデータ解析を通して研究を国の良好な関係を継続的に維持・発展させていく

進める必要がある．それと同時に，推定された固ことが望まれる．

着率分布から将来の起こりうる地震を想定し，どの程度の強震動や津波被害が発生するかの評価を謝辞行っていく必要がある．それらの定量的な被害予

SATREPS プロジェクト「コロンビアにおける測に基づいて各地域の避難計画の策定が可能とな

地震・津波・火山災害の軽減技術に関する研究開46 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

発」は，科学技術振興機構（JST）と国際協力機

tomography of Nevado del Ruiz Volcano, Colombia,

構（JICA）による助成により実施された．プロ

2000︲2016. J. Volcanol. Geotherm. Res., 358, 105︲ジ ェ ク ト の 活 動 と 成 果 の 詳 細 は， 終 了 報 告 書（https://www.jst.go.jp/global/kadai/pdf/h2606_
ﬁnal.pdf）に記されている．プロジェクトのグループリーダーのネルソン・プリード博士，松岡昌志
博士，越村俊一博士および鷺谷

123.
Medina, S., Lizarazo-Marriaga, J., Estrada, M.,
Koshimura, S. et al. 2019. Tsunami analytical fragility
curves for the Colombian Paciﬁc coast: a reinforced
concrete building example. Eng. Struct., 196, 109309.

威博士との議論

Miura, H., Okamura, T., Matsuoka, M., Leal, M. et al.

は，本原稿を執筆する上で有益であった．以上の2019. Empirical models for surface- and body-wave

皆様にお礼を申し上げる．

amplifications of response spectra in the Bogotá
Basin, Colombia. Bull. Seismol. Soc. Am., 109, 987︲
1004.

参考文献

Sagiya, T. and Mora-Páez, H. 2020. Interplate coupling

Bermúdez-Barrios, J. C. and Kumagai, H. 2020.
Repeating earthquakes along the Colombian
subduction zone. J. Disas. Res., 15, 645︲654.
Castaño, L. M., Ospina, C. A., Cadena, O. E.,
Galvis-Arenas, B. et al. 2020. Continuous monitoringof the 2015︲2018 Nevado del Ruiz activity, Colombia,
using satellite infrared images and local infrasoundrecords. Earth, Planets Space, 72, 8.
Escobar, R.S., Diaz, L.O., Guerrero, A. M., Galindo, M. P.
et al. 2020. Tsunami hazard assessment for thecentral and southern pacific coast of Colombia.
Coast. Eng. J., 62, 540︲552.

along the Nazca subduction zone on the Paciﬁc coastof Colombia deduced from GeoRED GPS observation
data. Geol. Colom. Book, 4, 499︲513.
Taguchi, K., Kumagai, H., Maeda, Y. and Torres, R.
2018. Source properties and triggering processes oflong-period events beneath volcanoes inferred froman analytical formula for crack resonance frequencies.
J. Geophys. Res. Solid Earth, 123, 7550︲7565.
Yoshimoto, M., Kumagai, H., Acero, W., Ponce, G. et al.
2017. Depth-dependent rupture mode along theEcuador-Colombia subduction zone. Geophys. Res.
Lett., 44, 2203︲2210.

Pulido, N., Yoshimoto, M. and Sarabia, A. M. 2020.
Broadband wavelength slip model of the 1906

熊谷博之

Ecuador-Colombia megathrust-earthquake based onseismic intensity and tsunami data. Tectonophysics,
774, 228226.
Kumagai, H., Londoño, J. M., Maeda, Y. and Acevedo,
A. E. 2019. amplitude source location method withdepth-dependent scattering and attenuation
structures: application at Nevado del Ruiz volcano,
Colombia. J. Geophys. Res. Solid Earth, 214, 11,585︲
11,600.
Londoño, J. M. and Kumagai, H. 2018. 4D seismic

［くまがい

現職

ひろゆき］

名古屋大学大学院環境学研究科教授，博士（理学）略歴1993 年名古屋大学大学院理学研

究科博士課程中退．1994 年名古屋大学
にて博士（理学）取得．名古屋大学理学部助手，米国
地質調査所客員研究員，防災科学技術研究所主任研究員を経て，2013 年より現職．
専門分野

火山地震学，地震発生物理学

コロンビアにおける地震・津波・火山災害の軽減に向けた日本の貢献── 47

ジオパークと地震
日本のジオパークは，現在 43 カ所となった．

丹那トンネルを掘ったことによる大量の湧水が日本ジオパーク委員会が発足したのは 2008 年，

地下水の大規模な移動を生み，そのため，活断それから 10 年間委員長をつとめ，2018 年から層帯に本来ならもっと先で発生するはずの大規

中田節也さんにバトンパスした．世界ユネスコ

模地震を早めに誘発してしまったのではない

ジオパークも，43 カ所のうちの 9 カ所が登録か，という疑問を投げてみた．

されている．

私は今，静岡県立大学学長の立場で仕事をし2008 年，当時のユネスコ事務局長であったているが，その大学にはグローバル地域セン

松浦晃一郎氏に，今までのジオパークは安定大ターという研究組織があって，そこでの研究課

陸から生まれたものが中心であり，古い地質の

題の 1 つが「地震予知」である．ここで地震研

大地が多いが，変動帯にある日本が参加する究会をときどき開催して議論する中で，この仮と，生まれたばかりの山が，あるいは生まれた説のことを話した．専任の研究者の中に楠城一ばかりの岩盤の大地が加わることになるという嘉氏がいて，関心を示してくれて，可能性を考ことを伝えた．

えてみたいと言ってくれている．

そして 2012 年，第 5 回ジオパーク国際ユネ

まったく別の観点から，川勝平太静岡県知事

スコ会議が島原市で開催されたとき，最終日にもこの仮説に関心を示した．鉄道のための大規発表された宣言の中に，ジオパーク活動に自然

模なトンネル工事が地下水に大きな影響を与え災害を学ぶという役目があるという項目が加えるのは，今話題になっているリニア中央新幹線られた．

の工事でも同じであるという観点である．

大地を形作る変動帯の現象には，その大会が静岡県は，東北日本と西南日本の大地の接す

開かれた島原ジオパークのように火山の噴火がるフォッサマグナ地域を持っている．今年からあり，室戸ジオパークのように砂岩と泥岩の互静岡でしばらく仕事をすることになったが，そ層が物語る巨大地震の繰り返しがあり，三陸ジの機会にまた静岡県内の各地を訪れながら，そオパークのように大災害をもたらす大津波があのような大地の成り立ちを学び直してみたいとる．

思っている．

ジオパークの中にある大地震の典型的な例と三陸ジオパークは，2011 年東北地方太平洋

して，1930 年北伊豆地震がある．南から来た沖地震の前にジオパークの申請を出そうとして火山の贈りものというキャッチコピーの伊豆半

いて，巨大地震による大津波を受けてしばらく

島ユネスコ世界ジオパークであるが，火山噴火

体勢を立て直した上での申請であった．私は委は人類の歴史の中にはまだほとんど登場するこ員長として，ジオパークになることが大規模災となく，大地震は繰り返し発生していることが害からの地域の復興の後押しになるはずと考え分かっている．承和 8（841）年の北伊豆地震て，準備不足を承知の上で実現を支援した．ジと 1930 年の北伊豆地震は，日本の活断層の中オパークとして広大な地域が関与することが元では珍しく，同じ活断層帯である丹那断層に歴で，関係者はたいへん苦労して，さまざまな工

史上 2 回の大規模地震が起こったことが分かっ

夫をしながら，現在まで少しずつ進展を見せてている例である．

いる．

そのことについて，私は 1 つの仮説を提唱したとえば，田老地区では巨大な堤防が何重にて新聞に書いた．つまり東海道線を通すためのも設置されて，海がほとんど見えない漁村が生48 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）まれている．堤防の中に住むことを必須として「現在の現象を現場で詠む」という「三現則」の復興であるが，地域の住民の考え方の多様性ということにしている．この三現則は地球科学

がさまざまな問題を生みつつある．

のフィールドワークにも通じる．俳句を詠むた

阿蘇ユネスコ世界ジオパークでは，2016 年

めにジオパークを訪れると，それまで見逃して熊本地震で，南阿蘇でも大規模な震災を経験す

いた景観を発見し，その地域に生まれ育てられることになった．それからようやく今，鉄道がた文化に接し，人びとの暮らしの知恵を学ぶこ

開通し始めているが，地域の産業が復興するまとができる．

でには時間がかかる．南阿蘇の自慢の赤牛がよ

私は 2013 年から今年 2021 年 3 月まで，京都

うやく出荷できるようになって美味しい赤身の芸術大学の学長だったが，その間，芸術系の学

肉をまた食べられるようになってきた．

生たちに「自然と芸術」というタイトルの講義

室戸ユネスコ世界ジオパークでは，いずれをしてきた．自然の仕組みをできるだけ理解し2040 年頃と予測されている南海トラフの巨大た上で，自然を超える芸術作品を生み出してほ

地震に備えなければならない．ジオパークの活しいと話してきた．日本列島は変動帯にあっ動によって，住民の 1 人ひとりの防災意識の高て，基本的な自然現象は，火山噴火，地震，そまりにつながっていくことを期待している．

れらによる津波であると語った．それらによっ山陰海岸ジオパークは，1925 年但馬地震，て豊かな大地が生まれ，さまざまな農作物が生

1927 年北丹後地震，1943 年鳥取地震と，活断

産され，世界で最も多様性のある海洋に囲まれ層の大地震が連鎖的に起こった地域にあり，大ており，海の幸，山の幸を愉しむことのできる

規模地震はしばらく起こらないという保証ので国土を持つ．

きるジオパークである．日本海のもたらす豊かな海産物を愉しむことができる．

その芸術系の学生たちが課外活動として，私が提唱する地震火山庁の設置と，地震火山予報

北陸地域には，恐竜渓谷ふくい勝山ジオパー

士の制度化という提言を広めるためのアニメー

ク，白山手取川ジオパーク，立山黒部ジオパー

ション作品を完成してくれた．新型コロナウイ

ク，そして糸魚川ユネスコ世界ジオパークと並ルス感染症拡大の中，キャンパスに入れない状んでいる．日本海の暖流から蒸発する水が大陸

態でリモート会議を繰り返して完成し，完成度からの季節風で大量の雪を降らせて豪雪地帯をの高い作品として公開されている．そのアニ生み出している．そこでは日本列島の生い立ち

メーションの主題は，気象情報との対比で，空から学ぶことができる物語がある．

は自分の目で見ながら，気象予報士の説明を聞

大地の仕組みを知り，自然のもたらす恩恵をくことができるが，地下は目で見ることができ深く理解して，その地域の文化と歴史を知り，ないということから始まる．それを地震火山予

自らの住む土地の豊かさに気付いて，それを来報士が適切に観測データを使いながら，解説を訪者に分かりやすく伝えることができるガイド

繰り返すことによって，地下の現象を見えるよになるというのがジオパーク活動の最も重要な

うにしていこうというものである．

面である．なんと言っても住んでいる人びと自自然は豊かな恵みをもたらしてくれるが，時身がその地域の価値を深く知ることが重要であには大災害を起こす．それでも変動帯に住む人る．

びとはそこを離れることはない．

私が俳句を詠むようになってようやく 30 年

（尾池和夫：静岡県立大学学長，元京都大学総長）になるが，俳句を詠むための三原則というのをジオパークと地震── 49

飛騨山脈の地震活動
大見士朗

1． はじめに飛騨山脈は，通称北アルプスと呼ばれ，本州中2． 2020 年の群発地震活動
2．1

地震活動の経過と特徴

央部を南北に富山・新潟県境から岐阜・長野県境

図 2 に 2020 年 の 活 動， お よ び 比 較 の た め にに 沿 っ て 延 び る 山 脈 で あ る． こ こ に は 標 高

1998 年の地震活動の震源分布図を示す．また，3,190 m の奥穂高岳を代表とする 3,000 m を超す

図 3 には 2020 年 4 月から 7 月末までの震央の時山々が聳え，日本の代表的な山岳地帯となってい空間分布図を示す．図 3 には，それぞれの時期のる．また，飛騨山脈を含む，いわゆる日本アルプ

活動の特徴を併記している．2020 年の活動は，4

ス地域には，飛騨山脈南方に位置する御嶽山を含

月 6 日に前駆的と思われる活動が見られた後，4め，北から，弥陀ヶ原（立山），焼岳，アカンダ

月 22 日から活動が本格化し，7 月上旬まで消長

ナ山，乗鞍岳，御嶽山の 5 つの活火山が認定されを繰り返しながら地震活動が継続した．

ている（気象庁，2013）（図 1）．

図 4 に，1998 年以降の飛騨山脈南部の群発地

飛騨山脈では，しばしば，浅い群発地震活動が震の震央分布を，年別に色分けして示す．図 4 に発生している．たとえば，古くは 1998 年 8 月に見られるように，当地域ではそれぞれの活動域が上高地付近で始まった群発地震活動は約 1 年半に過去の群発地震活動のそれと大きくは重ならず，わたって継続し，その最大地震は Mj 5.6（Mj は「棲み分ける」傾向がみられていたが，2020 年の気象庁マグニチュード）という活発なものであっ活動ではこの状況が破綻して，1998 年の活動域た．これは，1970 年代後半に京都大学防災研究に重なるように地震が発生した．また，同様に，所が飛騨山脈周辺で地震観測を始めて以来，最大過去の活動域は飛騨山脈の主稜線（岐阜・長野県の活動であった（和田ほか，1993，1994，1999，

境）に分断される傾向がみられ，1998 年の活動

2000 等）．その後も飛騨山脈では断続的な群発地を除いて，それぞれの一群の活動が主稜線を越え

震 活 動 が 見 ら れ，2011 年 3 月，2013 年 10 月，て拡大することは稀であった（図 4）．しかしな

2014 年 5 月，2018 年 11 月などの地震活動の報告

がら，2020 年の活動は，1998 年の活動以来 22 年

が あ る（ た と え ば， 大 見 ほ か，2012； 大 見，ぶりに，飛騨山脈の主稜線を越えて活動域が拡大

2015，2016，2019 など）．また，大見（2018）にした．なお，1998 年には，地震活動は，活動開は飛騨山脈全域の地震活動に関する解説がある．

始から約一カ月後には鷲羽岳付近を越えて北方にこれらにひき続き，2020 年 4 月から 7 月にか拡大したが，2020 年は 1998 年ほどには北方へのけては，1998 年以来ともいわれる活発な群発地拡大は見られなかった（図 2）．

震活動が発生した．本稿では，上述のような当地

2020 年 4 月に始まった群発地震活動は，同年 7

域の過去の地震活動との比較を行いながら，2020月の一応の終息までの間に Mj が 5 を超える地震

年の群発地震活動の概要を述べる．

が 5 回発生し，1998 年以来の活発な群発地震活50 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

動となった．Mj が 5 を超える地震が発生したのは，4 月 23 日午後（2 回），4 月 26 日未明，5 月
19 日午後，5 月 29 日夕刻の 5 回である．図 3 の時空間分布図によれば，今回の活動には数回のバースト的な地震発生が見られ，それらは，4 月
23 日，5 月 13 日，5 月 19 日，5 月 29 日，および
7 月 5 日を中心としたそれぞれ数日であった．5
月 13 日には Mj が 5 を超える地震の発生はない
ものの，Mj4.5 を超える地震が 4 回発生するなど活発な活動が見られた．
2．2

震度観測に基づく主たる地震の分布

当地域は急峻な山岳地帯であることから震度観測点の設置密度が低いこともあり，揺れを感じても気象庁からの公式発表が見られない，いわゆる現地有感の地震が多いことが知られていた．われ
図 1

飛騨山脈の概念図．三角形は活火山（赤），第四紀火山（橙），および飛驒山脈の最高峰（青）．
茶色の線は活断層．拡大図中の緑色の四角は強
震観測点

（a）

われは 2011 年秋に気象庁の震度情報の発表点として使用される「岐阜県高山市奥飛騨温泉郷栃尾」（図 1 の挿入図の JMA）よりも飛騨山脈の稜（b）

図 2 （a）2020 年の活動の震源分布．気象庁カタログによる．（b）1998 年の活動の震源分布．和田ほか（1999）の結果による

飛騨山脈の地震活動── 51

図 3 2020 年の活動の時空間分布図

図 41998 年からの震央を年別に色分けしたもの．ただし，1998 年から 2010 年までは同一色としてある．気象庁
カタログに基づく線に近い DP.YAKE 観測点（図 1）に強震計を併での期間に気象庁の「奥飛騨温泉郷栃尾」で震度設して計測震度の計算を開始した．これにより，3 以上を記録した地震は 18 個で，最大震度は 42014 年の地震活動の際の現地有感地震の発生状であったのに対し，DP.YAKE 観測点では震度 3

況を捉えることができた（大見，2016）．今回，相当以上の地震を約 150 回観測し，そのうち震度

これに加えて，2020 年 5 月末に図 1 の DP.SMHZ

5 弱相当の地震が 7 回という結果を得た．

においても強震計を稼働させ同様の観測を開始し

図 5 に DP.YAKE ま た は DP.SMHZ の い ず れた．これらによると，2020 年 4 月から 7 月末まかで計測震度 3 相当以上の揺れを観測した地震の52 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

図 5

DP.YAKE または DP.SMHZ のいずれかで計測
震度 3.0 相当以上の揺れを観測した地震の分布．
Mj が 5 以上の地震にタグをつけてある．水色の丸印は 1998 年の地震活動の最大地震

図 6

DP.YAKE または DP.SMHZ にて計測震度 3.0 相当以上を観測した地震のモーメントテンソル解．
防災科学技術研究所の広帯域地震観測網 F-netのデータを使用して再計算を行った結果を表示

うち，精度よく震源再決定ができた地震約 70 回以降の地震活動もほぼこれを反映する発震機構をの震央分布を示す．それぞれの震央位置は，京都示している．2020 年の地震も，ほぼ同様の応力大学および他機関が奥飛騨温泉郷や上高地地区に場を示しているが，Non Double Couple 成分が大展開している短周期地震計観測網のデータ（大見

きな地震が散見される．

ほか，2017）も利用して再決定したものである．
これによれば，今回の地震活動において大きな揺3． 群発地震の発生原因に関する考察れを伴った，比較的「大粒」の地震は，徳本峠から上高地の谷底を経て奥穂高岳と西穂高岳の間を当地域で頻発する群発地震の発生原因について抜けて飛騨側に至る帯状の地域で多数発生したこは，いくつかの説が提唱されている．その 1 つは，とが見てとれる（地名は図 5 参照）．

いわゆる Silica Cap モデルと呼ばれるもので，

図 6 は，図 5 に表示した地震の発震機構解であKusakabe et al.（2003）や日下部（2018）などでる．ここには，防災科学技術研究所の広帯域地震

解説されている．これによれば，陸水起源の地下観測網 F-net のデータを使用して再計算したモー

水は周囲の岩石から石英を溶出させながら地下に

メントテンソル解のうち，精度よく解が求められ

浸透し，マグマや高温岩体に近づくにつれて温度たものを示している．当地域は北西 ︲ 南東圧縮のが高くなる．しかし，高温・高圧の，ある温度圧

広域応力場にあり（Kaneshima, 1990），1998 年

力条件下では逆に温度上昇につれて石英の溶解度

飛騨山脈の地震活動── 53

が減少する条件が存在し，この条件を満たす領域

た，過去の群発地震活動域の「棲み分け」や，飛では石英は再度結晶として沈殿し，結果としてマ騨山脈主稜線による活動域の分断などとも関連さ

グマ等の熱源の頂部を覆う石英のキャップが形成せて，当地域の群発地震の地震発生機構の議論がされる．このキャップの下にマグマ起源の高温高深まることを期待している．

圧流体が蓄積してゆき，キャップが耐えられなくなると破砕し，それに伴う高温熱水による水圧破謝辞

砕が浅部の群発地震を起こすというモデルである．

本稿の執筆に際しては，気象庁の地震観測デー

また，川崎（2020）は，2020 年や 1998 年の群タおよび地震カタログ，防災科学技術研究所の高発地震のマグニチュード 2 以上の地震を精査する

感度地震観測網 Hi-net および同・広帯域地震観と，時空間的に複数のクラスタが同時に活動する

測網 F-net の地震観測データ，ならびに国土交通

例はほぼ皆無であることを見出した．これを説明

省北陸地方整備局の地震観測データを使用しましするために，当地域の群発地震のクラスタはそのた．また，一部の図表では国土地理院地図 KML

下にそれぞれに対応する熱水混合層が分離して存データを使用しました．記して感謝します．

在し，それらがゆるやかに連結しているというモデルを提唱した．これは，特定のクラスタで突発

参考文献

的に熱水が溢れ出て地震活動が発生すると，連結

Kaneshima, S. 1990. Origin of crustal anisotropy: shear

したすべての熱水混合層で水圧が下がってそれま

wave splitting studies in Japan. J. Geophys. Res., 95,での地震活動は鎮静化し，結果として特定のクラスタのみが活動するというモデルである．
さらに，大見・西村（2020）は，奥飛騨・上高地地区に設置・運用中の GNSS 観測網により，
群発地震活動に伴う地殻変動が今回初めて観測されたことを報告し，今回の地震活動がマグマ貫入に伴う開口断層形成による可能性を指摘した．
4． お わ り に飛騨山脈の立山から乗鞍岳の間は群発地震の多11121︲11133.
川崎一朗．2020．1998 年と 2020 年の飛騨上高地群発地
震―時空間的に分離した活動域の移動現象―．日本
地震学会 2020 年度秋季大会，S09-04.
気象庁．2013．日本活火山総覧（第 4 版）II 関東・中部・
伊豆・小笠原編．東京，1,098 pp.
日下部実．2018．熱水地球化学から見た乗鞍火山列群
群発地震の発生メカニズム．川崎一朗・諏訪浩・

岡田篤正（編），飛騨山脈とその周辺の自然災害リス
クを考える．自然災害科学 ，37︲1，62︲72.
Kusakabe, M. et al. 2003. Helium isotope ratios andgeochemistry of volcanic fluids from the Norikura
Volcanic chain, central Japan: implications for crustal

発地域である．上述のように，当地域の群発地震

structures and seismicity. Simmons, S. F. and I.

活動の原因を熱水活動に求めるものとマグマ活動

Graham (ed.), Volcanic, geothermal, and ore- formingに求める説の双方が提唱されている．後者は地殻変動データの解析により今回の 2020 年の活動の際に初めて可能性が指摘されたものであるが，データ取得開始後の日が浅く，過去の群発地震活

ﬂuids: rulers and witnesses of processes within theearth. Soc. Econ. Geolog. (Spec. Publ.), 10, 75︲89.
大見士朗・和田博夫・濱田勇輝．2012．飛騨山脈焼岳
火山周辺における東北地方太平洋沖地震後の群発地
震活動．地震 2 ，65，85︲94.

動との比較が困難であるのが弱点である．おそら

大見士朗．2015．Matched Filter Method による群発地

く，双方を原因とする群発地震が存在するものと震解析の試み～ 2013 年飛騨山脈穂高岳付近の地震活推察されるが，今回の群発地震の震源域は活火山
焼岳にも近く，その発生モデルの解明は当地域の火山防災にとっても重要である．本稿で紹介し54 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

動の例～．地震 2 ，68，1︲15.
大見士朗．2016．飛騨山脈南部脊梁部で発生する地震による震源域近傍での震度について―2014 年 5 月飛騨山脈の地震活動の例―．地震 2 ，69，113︲118.
大見士朗・井口正人・飯尾能久．2017．飛騨山脈焼岳
火山の研究監視観測網の現状．京都大学防災研究所

年報， 60B，402︲407.

大学防災研究所年報 ，42B︲1，81︲96.
和田博夫・伊藤

大見士朗．2018．飛騨山脈とその周辺の地震活動．川崎一朗・諏訪研究所年報 ，37B︲1．365︲380.
和田博夫ほか．1999．1998 年飛騨山脈群発地震．京都浩・岡田篤正（編），飛騨山脈とその潔・大見士朗．2000．飛騨山脈の群

発地震（その 2）―周辺活動域への影響―．京都大学

防災研究所年報 ，43B︲1，115︲121.

周辺の自然災害リスクを考える．自然災害科学 ，
37︲1，15︲25.
大見士朗．2019．2018 年 11 月下旬以降の焼岳火山近傍の地震活動について．京都大学防災研究所年報 ，62B，310︲317.

大見士朗
［おおみ

現職

大 見 士 朗・ 西 村 卓 也．2020．2020 年 飛 騨 山 脈 群 発 地

しろう］

京都大学防災研究所地震防災研究部門准教授

震―地殻変動から推定されたダイク貫入イベント―．

略歴

日本地震学会 2020 年度秋季大会，S09︲05.

科博士課程単位取得退学，1989 年国立和田博夫ほか．1993．焼岳火山付近の群発地震観測．

京都大学防災研究所年報 ，36B︲1，291︲303.
和田博夫・伊藤潔・小泉誠．1994．飛騨山脈の地

震活動―1993 年槍ヶ岳付近の活動―．京都大学防災1989 年九州大学大学院理学研究

防災科学技術センター，1994 年京都大学防災研究所附属地震予知研究センター（助手），2007
年より現職．博士（理学）
研究分野

観測地震学，観測火山学

飛騨山脈の地震活動── 55

機械学習と物理モデルのハイブリッドで地震の揺れを予測する
久保久彦に基づく回帰分析を行うことで得られる方程式で1． は じ め にす．その計算の手軽さから，大量の計算が必要な
地震ハザード評価や，迅速な計算が必要となる緊

深層学習に代表される AI・機械学習の発展に

急地震速報などで活用されています．

よって，囲碁や将棋などでの強化学習の成功や自このような式ベースによる揺れの強さの予測

動運転を可能とする物体認識技術の確立など，さを，機械学習ベースで行うことが近年試みられて

まざまな分野において革新がもたらされていまおり5），今回紹介する研究もその 1 つとなります．

す．地震学を含めた地球物理学でも使われ始めて

機械学習はさまざまな要素が複雑に影響しあう事

1, 2）

おり，成果をあげつつあります．ここでは，

象について，データに基づく予測を精度よく行う

機械学習によって地震の揺れ（地震動）の予測をことができます．地震動予測の場合，従来は事前3）試みた Kubo et al. を紹介します．この研究でに仮定していた方程式の関数を，データに基づいは，利用可能な観測データに対して機械学習を単て導き出せることが大きな利点であり，予測精度純に適用することから始めていますが，強い揺れの向上につながると考えられます．また，今回のが極端に少ないというデータ特有の性質のため研究には含みませんが，これまでは方程式に組みに，機械学習モデルによる予測に好ましくないバ込むことが難しかった情報を柔軟に追加できるこ

イアスが生じることが分かりました．そして，ことによる性能向上も期待されます．

の問題への解決策として，機械学習と物理モデル

ここでは，5 つの入力パラメータ（震源と予測に基づく既存の予測式を組み合わせたハイブリッ

地点の間の水平距離，地震の規模，地震の深さ，

ド予測アプローチを提案しています．

予測地点の直下の堆積層の厚さおよび表層付近の地盤の軟弱さ）から地表最大加速度を予測するこ

2． 単純に機械学習してもうまくいかないとを行います．機械学習アルゴリズムにはアンサ
ンブル学習を行うランダムフォレストの一種を使ある規模の地震がある場所で発生したという情いました．データには，防災科学技術研究所が運報が与えられたときに，任意の場所での地震によ用する陸海統合地震津波火山観測網 MOWLAS 6）

る揺れの強さ（震度や地表最大加速度などの指の 1 つである強震観測網 K-NET, KiK-net 7） の約標）を予測することを考えます．これまでは，過20 年間の地震動記録を用いました．K-NET, KiK-去の記録に基づく経験式（地震動予測式）が使わ

net は強い揺れを振り切れることなく，確実にとれてきました4）．地震動予測式は，地震の揺れにらえることを目的とした観測網であり，全国約関係する効果を地球物理学の知見に基づいてモデ

1,700 カ所にて観測しています．訓練データとしル化したうえで，揺れの強さの指標と入力パラて 1997 年から 2015 年までに発生した 2,082 地震

メータを結び付けた関数を仮定して，過去の記録による計 186,310 の地震動記録を用意しました．

56 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

図 12016 年熊本地震本震における地表最大加速度の（a）観測，（b）機械学習モデルによる予測，（c）
ハイブリッドアプローチによる予測，（d）地震動予測式による予測．各地点での揺れの強さを色で示しており，暖色ほど地震の揺れが強いことを表す．図中の×は同地震の震央位置を表す

図 2 訓練データおよびテストデータにおける観測値と予測値の比較．（a）は機械学習モデルの結果，（b）はハイブリッドアプローチの結果，（c）は地震動予測式の結果を示す．図中の薄青色の領域は観測値と予測値が 500 gal 以上の領域を表す．対角線よりも下にプロットされている場合，観測に対して予測が過小評価されていることを意味する

またテストデータとして 2016，2017 年に発生しよる予測ではこの強い揺れを再現できておらず，

た 208 地震による計 22,323 の地震動記録を別途

半分以下の予測値となっており，強い揺れを過小用意し，性能検証に用いました．

評価していることが分かります．データ全体におテストデータに含まれる 2016 年熊本地震本震

ける観測と予測の比較を図 2（a）に示します．

において機械学習モデルによる予測を行い，観測観測値が 500 gal を超える場合，予測値が観測値と比較した結果を図 1（a, b）に示します．このよりも小さい，つまり強い揺れが過小に評価され地震の際には 1,000 gal を超えるもしくはそれにるというバイアスが機械学習モデルによる予測に迫る強い揺れが観測されていますが，機械学習にはあることがわかります．たとえ全体の予測性能

機械学習と物理モデルのハイブリッドで地震の揺れを予測する── 57

予測式を組み合わせたハイブリッド予測アプロー
チを考えました．地震動予測式はこれまでの学術的知見に基づく物理モデルを方程式の形で表現しているため，発生頻度が少ない事象を予測する場
合でも，ある程度の予測性能を発揮することが期待されます．具体的には，従来の予測式による予測と観測の残差を学習した機械学習モデルを作成し，予測式による予測と機械学習による予測のそれぞれを足し合わせた値をハイブリッドアプロー
チの予測とするやり方を考えました．
2016 年熊本地震本震およびデータ全体におけ
図 3震源と予測地点の水平距離および地表最大加速度でプロットしたときの訓練データの分布．暖色ほどデータ数が多く，寒色ほどデータ数が少ないことを意味する

る，ハイブリッド予測アプローチの結果を図 1 と図 2 に示します．これらの図の中では先行研究に則って今回の訓練データで作成した地震動予測式
での結果も示しています．比較の結果，ハイブが良かったとしても，強い揺れは建物などの被害

リッド予測アプローチは単一の予測手法に比べてに直結するものであり，このバイアスは防災・減予測性能が良く，機械学習のみで予測した際に見災上看過できないものです．

られた強い揺れの過小評価が改善されていることが確認できました．

3． データの不均衡とハイブリッド予測
4． 議論

なぜこのようなバイアスが生じてしまったのでしょうか．機械学習はデータに基づいて予測・識

極端な自然現象はごくまれにしか起きません．

別を行うため，データ内部に大きな偏りがある場

今回は強い揺れの話でしたが，たとえば M9 クラ合，機械学習モデルの出力にバイアスが生じるこスの巨大地震は数えるほどしかわれわれは経験しとがあります．その 1 つの例が顔認識アルゴリズていません．このような自然データの不均衡へのムをめぐる議論です．ジェンダー・肌の色によっ対応として，各機関の観測データの統合がまず考て顔認識アルゴリズムの認識性能が異なることがえられます．地震動に関しては国内および海外に指摘されており，白人男性が多いという訓練デー

おいて統合的なデータセットの作成が進められて

8, 9）．図 3 に今

おり10, 11），更なる展開が期待されます．他方で観回の訓練データの分布を示します．1,000 gal を超測だけでは限界があるため，手法面での工夫も重えるような強い揺れの観測記録は非常に少ない一要です．今回取り上げたようなやり方以外にもさ方で，弱い揺れの観測記録が豊富にあり，地震動

まざまなやり方12） が提案されていますので，う

データも大きな偏りを持つ不均衡データであるこ

まく使いこなしていくことが重要です．またシとがわかります．このようなデータをそのまま学

ミュレーションや AI・機械学習に基づいて生成習したために，強い揺れの過小評価という予測バされた模擬データの活用も今後必要になっていく

イアスが引き起こされたと考えられます．

と考えられます．

タの偏りが原因とみられています

この地震動データ特有の困難に対応するため

AI・機械学習のアルゴリズムを実世界に実装しに，機械学習と物理モデルに基づく既存の地震動ていくにあたっての 1 つの壁として，そのブラッ

58 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

クボックス性があります．このブラックボックス

network for earthquake, tsunami and volcano.

性への対応策として，説明可能 AI（eXplainable

Earth, Planets Space, 72, 126. https://doi.org/

AI，XAI）に関する研究が近年精力的に取り組まれています．XAI は，予測結果やそれに至るプロセスが人間にとって説明可能・解釈可能な形になっており，脱ブラックボックス化した機械学

10.1186/s40623-020-01250-x
7） 防災科学技術研究所．2019．NIED K-NET, KiKnet. https://www.doi.org/10.17598/NIED.0004
8） Buolamwini, J. and Gebru, T. 2018. Gender
shades: inter-sectional accuracy disparities in

習モデルのことを指します．実場面での適用も行

commercial gender classiﬁcation. In Proc. Machine

われており，久保ほか13） では地震動指標の予測

Learning Res. Conf. Fairness, Accountability,

問題に XAI 技術を適用しています．

Transparency, 77︲91.
9） Raji, I. and Buolamwini, J. 2019. Actionable
auditing: investigating the impact of publicly

5． お わ り にnaming biased performance results of commercial

今回紹介した研究は，機械学習の導入が地震のAI products. In AAAI/ACM Conference on AI
Ethics and Society.

揺れの予測における性能向上につながることを示

10） 森川信之ほか．2020．地震ハザード評価のためのすとともに，単純に機械学習を適用しただけでは

強震動データベースの構築に向けて．JpGU-AGU

発生頻度が少ない極端事象を予測する場合に問題が生じ得ることを示唆しています．この問題を長年にわたって検証されてきた物理モデルと機械学
習のハイブリッドによって解決を図るというアプ

Joint Meeting 2020, SSS04-P01.
11） Ancheta, T.D. et al. 2014. NGA-West2 database.
Earthq. Spectra, 30, 989︲1005. https://doi.org/
10.1193/070913EQS197M
12） 宮本崇・浅川匡・久保久彦・野村泰稔・宮森

ローチは，他分野でも応用可能なものであり，機保紀．2020．防災応用の観点からの機械学習の研究

械学習の社会導入にあたっての 1 つのモデルケー

動向．AI・データサイエンスシンポジウム論文集 ，スとなりうるものと考えます．

1, J1, 242︲251. https://doi.org/10.11532/jsceiii.1.
J1_24213） 久保久彦・功刀

参考文献

亘・木村武志・青井真．2020．説明可能な地震動指標のランダムフォレ

1） Kong, Q. et al. 2018. Machine learning in seismology: turning data into insights. Seismol. Res. Lett.,
90, 3︲14. https://doi.org/10.1785/0220180259

スト予測器の構築に向けた取り組み，2020 年度 人
工 知 能 学 会 全 国 大 会，4Rin1-94. https://doi.org/
10.11517/pjsai.JSAI2020.0_4Rin194

2） Bergen, K.J., Johnson, P.A., De Hoop, M.V. andBeroza, G.C. 2019. Machine learning for data-driven
discovery in solid Earth geoscience. Science, 363,
6433. https://doi.org/10.1126/science.aau0323
3） Kubo, H., Kunugi, T., Suzuki, W., Suzuki, S. andAoi, S. 2020. Hybrid predictor for ground-motion
intensity with machine learning and conventional
ground motion prediction equation. Sci. Rep., 10,11871. https://doi.org/10.1038/s41598-020-68630-x
4） 日本建築学会．2005．地盤震動―現象と理論―.
5） 石井

卓・鈴木

透．2021．人工知能を活用した強震動予測．

日本地震工学会誌 ，42，29︲32.
6） Aoi, S. et al. 2020. MOWLAS: NIED observation

久保久彦
［くぼ

現職

ひさひこ］

国立研究開発法人 防災科学技術

研究所 地震津波火山ネットワークセン
ター 研究員．博士（理学）
略歴 2010 年 3 月神戸大学理学部地球惑星科学学科卒業． 2012 年 3 月神戸大学大学院理学研
究科地球惑星科学専攻修士課程修了．2015 年 3 月京都
大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻（地球物理学分野）博士後期課程修了．2015 年 4 月防災科学技術研究所入所．2019 年 7 月より現職
研究分野

強震動地震学

機械学習と物理モデルのハイブリッドで地震の揺れを予測する── 59

津波は地球を揺らす―遠地津波波形解析技術の向上―
綿田辰吾
得し，津波への警戒を呼びかけていた．観測記録
1． 遠地津波の遅延と初動反転と比較すると，予測された津波波高は若干高めで予想到達時刻は太平洋沿岸では多くの地点で 10～2011 年 3 月 11 日東北地方太平洋沖地震（M9.0）

30 分程度早かった．この津波の遅延現象は同年 5（以下 2011 年東北地震と呼ぶ）により発生した津月 13 日に気象庁で開催された津波の専門家らに

波は，2 万 2 千人を超える死者・行方不明者を出よる「津波予測技術に関する勉強会（第 5 回）」すなど東北地方沿岸を中心に甚大な被害をもたらでも報告・指摘され，翌年 3 月 11 日午前に開催した．その津波は太平洋へ広がり，7 時間後にハされた同勉強会（第 6 回）においてなお原因不明

ワイ，10 時間後に北米沿岸，さらに 22 時間後にとされた．同日午後，太平洋の反対側で発生した

南米南端に到達した（図 1）．その伝播の様子は，東北地震津波でも遠地津波の遅延と初動反転が確

太平洋域の大陸沿岸や島嶼部に設置されている潮

認されたことから，津波伝播における成因不明の位計に加え，環太平地震帯を取り囲むように深海現象として広く認識されるようになった．

（水深 2～5 キロ）に設置された津波計が捉えてい2010 年と 2011 年津波はどちらも観測走時が従た（図 1 三角印）．これら深海津波計は，22 万人

来の計算走時に比べて系統的に 1～2% 増加したを超える死者・行方不明者を出した 2004 年スマ（Watada et al., 2014）．近地では津波の伝播距離

トラ地震津波を契機に，津波の早期検知を目的と自体が短く走時遅延量が小さいため認識されにくして米国海洋大気局を中心に整備されたもので，

い．太平洋を横断するような遠地津波になると長整備後に太平洋を横断するような津波は 2010 年

波津波シミュレーション波形と比較し遅延が認識

チリ地震津波についで 2 度目であった．図 1 でされる．太平洋を横断する 1960 年チリ地震津波

は，白丸で示された 2 地点の観測波形と予測波形の津波シミュレーション研究では，当初から南米を比較している．近地（北西太平洋，走時約 1 時

や日本などで 10～30 分程度計算が観測よりも早間）では観測波形はほぼ津波シミュレーションでく到達することが指摘され，数値格子の粗さや観再現されるのに対し，遠地（南米沖，走時約 17

測点周辺の沿岸地形の影響だと推定された（今村時間）では観測波形はシミュレーション予測から

ほか，1987，1990）．

15 分ほど遅延し，さらに津波の初動が反転している．

初動反転の指摘の報告は少ない．津波は非分散性の長波であり，波源域海面の初動（上下運動）

同様の遠地津波の遅延と初動反転は 2010 年 2の情報を保持しながら遠地まで到達すると考えら

月 27 日に発生したチリ地震（M8.8）津波でも観れていた．近地と遠地で津波初動が逆転する（図測されていた（図 2）．気象庁は 2010 年チリ地震

1，2）ことは，遠地津波の初動を用いた津波波源

発生直後より国内外から地震情報と，しだいに日域の海底運動の判定が逆転することを意味する．

本に近づきつつある津波情報をリアルタイムに取1960 年チリ地震津波では北海道から沖縄まで太60 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

図 1

太平洋を横断する 2011 年東北地震津波（観測と長波予測の比較）

図 2

太平洋を横断する，2010 年チリ地震津波と 2011 年東北地震津波

平洋沿岸の多くの検潮記録に先行波があると報告があるが，潮位計付近の沿岸地形の影響を受け

2． 津波は地球を揺らす（Nakamura and Watanabe, 1961）微弱な初動反転の判別は難しい．

津波は，非圧縮性流体である海水が，変形しない海底面上を，重力の位置エネルギーと運動エネ
ルギーをやり取りしながら伝播する波動現象である，とする従来の仮定を取り外し，海水の圧縮

津波は地球を揺らす─遠地津波波形解析技術の向上─ ── 61

図 3 （左）津波の分散関係のグラフ（周期が長いと左，短いと右になることに注意）．（右）荷重
変形する海底と圧縮される海水と重力変化を受けながら伝播する津波性・海底の荷重変形の影響（図 3 右）を考慮する
3． 遠地津波予測技術の向上と津波速度は 1.5% 程度低下する（たとえば松澤（1950），Nakamura（1961））．このような日本人
による先行研究があることは多くの現役津波研究

遠地津波予測技術の向上により，これまで困難者に知られておらず，私は論文改定作業中に偶然であった遠地津波波形の定量的解析が可能になっ知ることができた．Watada et al.（2014）は，こた．以下に 2011 年東北地震津波から時間を遡り，れらの影響に加え，海洋底の弾性変形や津波によ

遠地津波予測技術が使われた遠地津波研究を紹介

る海水移動による質量分布の変化に伴う地球重力する．対象となった地震は図 4 の世界地図に示し場の変化が津波伝播速度に及ぼす影響（図 3 右）ている．

を含めると，長周期では津波速度が 2% 程度低下

3．1

2011 年東北地震津波（M9.0）

することを示した（図 3 左）．実際に深海底で計

Ho et al.（2017）は，海水圧縮性に起因する海測された津波波形解析から得られた位相速度デー

水の鉛直密度勾配を考慮するなど，位相補正法のタは，長周期で津波速度が減少する逆分散性をも精度を向上させ，近地・遠地の津波データに適応つ理論分散曲線とよく一致していた（Watada et

した．近地（走時 3 時間以下）データのみを利用

al., 2014）．

しても，遠地（走時 3 時間以上）データのみを利

固体地球や海水の弾性，津波の伝播時の物質運用してもほぼ同様な震源域直上の津波初期波高分

動に伴う重力変化を同時に考慮する，重力弾性結布が得られ，遠地データのみから得られた地震発

合をした海洋︲固体地球系の津波のシミュレー

生直後 4 分間の津波波源の時間空間発展が，近地

ション手法は Watada et al.（2014）や Baba et al.

データのみから得られた結果と遜色ないことを示（2017）が提唱している．Watada et al.（2014）は，した．Watada et al.（2014）の簡便な遠地津波波

従来の実海底地形に対する長波津波シミュレー

形の計算手法は，インバージョン問題においてグション波形に位相補正を施すと重力弾性結合系のリーン関数（津波波形）を準備する計算負担を軽津波波形となる簡便な手法を開発し，長周期での減した．

逆分散が津波初動を反転させていたことを明らか3．2にした（図 2）
．遠地遅延と初動反転は，どちらも重力弾性結合系の津波の特徴であった．

62 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

2010 年チリ地震津波（M8.8）

チリ沖合の深海津波計データを使った，旧来の長波近似の津波波形解析による断層滑り分布イン図 4

世界の遠地地震バージョンでは，走時 10 時間のデータを含んで布はニアス島付近に展開していた GPS 等の測地

いた．実際より早く伝わる長波シミュレーション

データ解析から得られている断層滑り分布と類似の波形に合わせるため，求められた断層滑り分布

しており，精度が向上した遠地津波データ解析

は，地震波や測地データ解析から推定されていたは，巨大地震津波に対しては局所的な GPS 観測

滑り分布よりも海から遠く，すなわち大陸側深部網に匹敵する断層滑り推定能力を持つことが示さ

断層に集中していた．Yoshimoto et al.（2016）はれた．

計算精度が向上した津波シミュレーションを使

3．4

2004 年スマトラ地震津波（M9.1）

い，地震や測地データ解析と同様の断層滑り分布

Titov et al.（2006）と Rabinovich et al.（2017）を得た．走時 10 時間以上の遠地深海津波計記録

は，潮位計記録のスペクトル分析からスマトラ地から求めた滑り分布は，10 時間以下の近地津波

震津波の一部は東進しオーストラリアの南方を迂計記録と同等であった．近地津波記録から求めた

回して太平洋へ進み北米に到達し，一部は西進し断層滑りは日本付近の遠地津波を精度よく予測

アフリカ南端と南米南端を通過し太平洋に到達しし，リアルタイム近地津波波形データ利用によるたと主張している．Fujii et al.（in preparation）

遠地津波予測が可能なことを示した．

は，伝播経路を正しく評価し，米西岸沖に到達す

3．3

る遠地津波波形のシミュレーション精度を向上さ

2005 年ニアス地震津波（M8.6）

津波波形データは 1 点を除き，すべて遠地（4せ，新たな断層滑りモデルを構築した．地震発生時間以上）の津波波形データである．インド洋や36 時間後に北米西岸沖の深海津波計で観測されアフリカや南極大陸沿岸で観測された津波波形をた孤立波は，スマトラ地震から東進した津波であ解析すると，ニアス島直下の深部プレート境界にることを波形シミュレーションにより示した．

滑りが集中したことが，大きな地震規模にかかわ3．5

1960 年チリ地震津波（M9.5）

らず巨大津波が発生しなかった原因であったこと

太平洋域で計測された潮位計記録が多く残ってが判明した（Fujii et al., 2020）．求まった滑り分

いるが，長波津波理論に基づく波形モデリングで津波は地球を揺らす─遠地津波波形解析技術の向上─ ── 63

は多くの観測点の走時を合わせることができず，
太平洋全域の津波波形記録を用いた震源滑り分布は求められていなかった．Ho et al.（2019）は，精度が向上した遠地津波シミュレーション法と潮位記録のランダムな時刻ずれを許容するインバージョン法を組み合わせ，巨大地震の滑り分布が 3つの大きなアスペリティに分かれていることを示した．
3．6 1906 年エクアドルｰコロンビア地震（M8.8）
沈み込むナスカプレート上面で繰り返し被害地
震が発生しており，コロンビア沖合の巨大地震履
歴の中心的研究対象になっている地震である．北米（走時約 11 時間）2 観測点，ホノルル（12 時間）

図 5

安政東海・南海地震津波を含む，米国サンフランシスコとサンディエゴの検潮記録（Kusumoto et al., 2020 より）や日本（20 時間）4 観測点，パナマ太平洋岸（2時間）の津波記録がある．Yoshimoto et al.（2017）

約 11 時間）やサンディエゴ（12 時間）の検潮所

では，1979 年，1952 年，1958 年，2016 年の地震で津波波形予測ができ，逆算して東海地震の発生

断層破壊域よりも海溝軸に沿った浅部を 1906 年

時刻が推定できる．Kusumoto et al.（2020）によの主な滑り域としている．一方，Yamanaka and

れば東海地震の発生時刻はほぼグリニッジ標準時

Tanioka（2021）らが異なる観測点を使って推定

00:30 であり，航海日誌から読み取った発生時刻

した断層すべりは，ナスカプレートが南米大陸にと一致する．図 5 の潮位記録には安政東海地震津

沈み込む海溝沿い浅部に大滑り域をもち，1906

波と 30 時間後に発生したとされる安政南海地震

年と 1979 年の主破壊域は重なるとされた．

津波が見てとれる．2 カ所以上の同一の検潮記録

3．71854 年安政東海・南海地震（ともに M8.4）に東海と南海の 2 つの津波が記されているため，

1854 年 12 月 23 日（嘉永 7 年 11 月 4 日）午前

今後の研究の進展により，東海地震と南海地震の

9 時 45 分すぎに東海沖で，さらに翌 24 日に紀伊発生時刻のみならず発生位置関係や規模の比較な半島から四国沖にかけて地震が発生した．東海地

どの定量的研究の進展が期待される．

震の発生時刻の特定は，当時日露和親条約締結のため下田に停泊していたロシア船が，地方時午前

4． お わ り に

9 時 45 分過ぎに発生した地震を経験し，10 時ご
ろに下田を襲った津波で損壊を受けたことが記載

遠地津波予測技術の進展は，遠地での津波記録された航海日誌による（加納ほか，2021）．当時から巨大地震の震源過程を求めることを可能にしの時刻は太陽の南中時の正午に時計を合わせる下た．従来のシミュレーション手法で走時や波形が田の地方時（現在の日本標準時＋ 16 分）なので，合わないことから，手付かずであった 1850 年代

グリニッジ標準時でほぼ 00:30 となる．一方，こから潮位記録に残る過去の津波イベントは，定量の 2 つの津波は北米西海岸の 3 地点の検潮記録に的津波研究の対象となった．巨大地震の震源域の残っている（Kusumoto et al., 2020）．月や太陽の滑り分布が解明され，繰り返される海溝型巨大地

運行に基づく天文潮は正確に予報でき，潮位記録

震の履歴の一端が明らかとなりつつある．

の絶対時刻を推定することができる．東海地震断層モデルを設定すれば，サンフランシスコ（走時64 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

Rabinovich, A.B. et al. 2017. JGR: Oceans, 122, 7992︲

参考文献
Baba, T.S. et al. 2017. Ocean Modelling, 111, 46︲54.
Fujii, Y. et al. 2020. GJI, 223, 1162︲1171.
Ho, T.-C. et al. 2017. JGR: Solid Earth, 122, 10,155︲
10,175.
Ho, T.-C. et al. 2019. JGR: Solid Earth, 124, 2812︲2828.
今村文彦ほか．1987．海岸工学講演会論文集，34，172︲

8019.
Titov, V. et al. 2006. Science, 309, 2045︲2048.
Yamanaka Y. and Tanioka Y. 2021. JGR: Solid Earth,
126, e2020JB021375.
Yoshimoto, M. et al. 2016. GRL, 43, 659︲665.
Yoshimoto, M. et al. 2017. GRL, 44, 2203︲2210.
Watada, S. et al. 2014. JGR: Solid Earth, 119, 4287︲
4310.

176.
今村文彦ほか．1990．地震，43，389︲402.
加納靖之ほか．2021．歴史のなかの地震・噴火．東京
大学出版会．

綿田辰吾
［わただ

しんご］

Kusumoto et al. 2020. SRL, 91, 2624︲2630.

現職

東京大学地震研究所准教授

松澤武雄．1950．地震学，角川出版．

略歴1995 年カリフォルニア工科大学

Nakamura, K. 1961. Science reports of the Tohoku

Ph.D 取得．同年防災科学技術研究所研University, Ser. 5, Geophysics.
Nakamura, K. and Watanabe, H. 1961. 1960 年 5 月 24日チリ地震津波に関する論文及び報告，チリ津波合究員，1997 年東京大学地震研究所助手，
同助教を経て 2018 年より現職
研究分野

地震学，津波同調査班．

津波は地球を揺らす─遠地津波波形解析技術の向上─ ── 65

地震記者の回想―3―
1970～1980 年代，伊豆半島では群発地震が伊豆の群発地震に関してはこんなこともあっ相次いだ．被害地震，中伊豆で地殻の異常隆起，た．東伊豆の住民からの通報で，「小室山付近

群発地震の多発，挙げ句の果てに伊東沖で海底で微動が出ている」というのだ．東大地震研究

噴火に至った．

所の宮崎努さんに現地へ来てもらった．小室これら一連の地震・火山活動に，地元からは山の山頂に立つと，たしかに微動らしき音がす

不安の声が多数寄せられた．地震活動が激しくる．音がする方向を確かめて，宮崎さんがいっなり，街中で石垣が崩れるなど被害がでるとメた．「まっすぐ北に富士山が見通せます．音はディアへの情報提供や問い合わせが相次ぐ．

あの方向からです．自衛隊が演習しています．

伊豆川奈沖の海面に大きな波紋が出現し，い砲弾の音が響いてきますね」と宮崎さん．3 月

つまでも消えずに漂っている現象があらわれたは微動の通報が多いらしい．「会計年度末は予ことがある．池に石を投げ入れると水面に波紋算調整があるから，実弾演習が多いらしい」とが起き，徐々に広がっていきやがて消える．と巷の声があった．

ころが，このとき海面に現れた波紋は四方に拡

伊豆で群発地震が始まると，市民からの問い

がらず，海面に漂ったままだった．発生場所は合わせが増える．さまざまな噂が街に流れる．

川奈港にほど近い場所．伊豆東方沖群発地震の国道を「東大地震研究所」と書いた車が走ると震源付近だ．現れた波は普通の波紋とは異なっ

市民は敏感に反応する．「きっと何かあるに違た様相を呈していた．波紋が拡がったまま消えいない．」そんな噂が飛び交い，メディアはなず，いつまでも位置を変えず水面に漂ったままにも報道しないが何らかの情報を持っているのだ．「群発地震の影響か．それとも海底噴火のでないかと，問い合わせが相次ぐ．
「きのうはような火山活動の予兆なのか．住民の間に不安

NHK の車がやってきた．新聞社の車も頻繁にが広がっている」という通報だった．わたしは走る」「近いうちに大きな地震か噴火があるの現場に向かった．

だろうか」と話は増幅されて情報が伝搬する．

湾を見下ろす高台に喫茶店があった．噂を聞「伊東市宇佐美の地下には，むかしの噴火でいて，この不思議な波を見ようと店は見物客で上がってきたマグマの塊が，地表に到達せず地混みあっていた．波の中心あたりには気泡など中に残っているらしい．ここは火口だろう」なが上がっている様子は見えない．波紋は同心円

どの話もささやかれた．小室山，大室山，一碧を描いたまま四方に拡がることもなく静かに湖とここは“単成火山”の地．それが理解され漂ったままだった．「もう 1 時間近くも波紋はていないこともさまざまな噂を呼ぶ一因だろう．

そのままです」男性客が首をかしげる．喫茶店

宇佐美地区に住む温泉掘削業の黒川義男さん

主は興奮気味に波の写真を撮り続けていた．

は自宅の井戸で水温や湧出量を毎日測定していわたしは火山噴火予知連の下鶴大輔会長に写た．黒川さんは群発地震があると泉温・湧出量

真を送って「この現象は何でしょうか」と尋ねが微妙に変化することに気付いていた．温泉業

た．下鶴さんは，「うーん」と唸るだけだった．

者の勘は鋭い．「近く群発地震があるかも知れ

後日，再度，下鶴さんに質問した．しかし下鶴ない」そんな予感がしばしばあったそうだ．しさんは「あれが何だったのか，今もって判らん．

かし黒川さんは世間を騒がせてはいけないと考お化け波だな」と．話はそれ以上の進展はな

えて誰にも話さなかった．黒川さんが長年の観かった．この“お化け波騒動”は手石海丘が噴測データを持っていることに東大地震研究所の火する前のこと．手石海丘に近い海域だった．

茂木清夫さんが注目した．それらは論文にな66 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

り，地震学会でも報告された．

は，1974 年伊豆半島沖地震からだった．この東伊豆の群発地震活動は長期間続いたから，地震が発生したとき，わたしはラジオで生放送

取材エピソードが数限りない．1978 年伊豆大のワイド情報番組を担当していた．放送の最中

島近海地震が発生した際，東伊豆の熱川バナにスタジオが強く揺れた．天井から吊ってある

ナ・ワニ園で，普段は鳴かないワニが地震発生

鎖が緩んでマイクロフォンがテーブルにずり落前に突然鳴いた．一報を受けて取材に駆けつけちてきた．スタジオでは放送機器の収納ラック

た．園長は言う「ワニは普段は鈍感だが，近くが倒れそうになった．大揺れの最中，わたしはの伊豆急行に見たこともない新型電車が来る

放送を続けた．「いまスタジオが大きく揺れてと，どうしたわけか鳴く．いつもと異なる電位

います．身の安全を図ってください」つづいてを感じると鳴くらしい」．地震の前兆として電「リスナーの皆さん，お宅の地域がどうだった

位の変化を感じてワニが鳴くのだろうか．

か，スタジオに一報ください．放送いたします」

異変はまだある．これも伊豆大島近海地震のと告知した．すると，各地の状況が次々と寄せときだ．富士山麓にあるミミズの養殖場で地震られた．その 1 つに「山の向こうに土煙が上が発生前にミミズが大量に這いだして凍死した．

りました」というのがあった．石廊崎近くから

これも現地取材した．地震が起きたのは 1 月．

の通報だった．そこで伊豆南部に取材班を投入

真冬の富士山麓，早朝は氷点下だ．露天にミミすることを即刻決めた．テレビとラジオの中継

ズを養殖する木箱が数段積まれていた．ミミズ

車を天城峠越えで現地に向かわせた．別の取材が大量に這い出し凍死していたのは最下段の地

班は沼津港からモーターボートで駿河湾を南下面に密着している飼育箱からだった．その数はし南伊豆へ急行した．被災地に向かう中継ス

数千匹．地震の直前に何らか，地面からの信号

タッフは前進するのに難渋した．行動をともにを感じて這い出したのだろうか．「こんなことした警察機動隊，自衛隊と一緒に崖崩れの土砂は初めてです」とミミズ養殖会社の社長は語るを排除しながら，落石を縫っての天城越えだっが，はたしてミミズは地震を予兆したのか否た．石川さゆりの歌ではないが「揺れ堕ちる山

か，真相は不明だった．取材後，わたしは力武を越え，くらくらとする地を這って」南伊豆町

常次さんにこの事実を報告した．

中木地区にたどり着いた．

高校生による地震予知観測学習が静岡県で行

ところが中継に思わぬハプニングが発生した．

われたことがある．東海地震対策の一環として現地へ電源車を同行させなかったので，テレビ

県内の高校 9 校を地震予知観測モデル校に指中継用の照明がない．仕方がないから中継車の定．高校生の手で微小地震，地殻の傾斜，地電

ヘッドライトで代用することになった．ところ

位，地下水位の観測を行うほか，学校や地域のがである．夕闇が迫るなかリポーターがカメラ

特色を生かした防災活動を展開しようというもの前に立つと照明が当たるのは膝までだった．

のだった．観測の指導は京都大学の尾池和夫さ

顔を照らすにはリポーターがあぐらをかいて座んらが行った．地震観測は学校の裏山や校内のらねばならない．画面をバストショット（胸か古井戸に観測機器を据えて行われた．山間地のら上）にすれば，リポーターが立っているよう高校が行った地電位の観測では野ねずみにケーに映る．グットアイディアとばかり，座って中ブルをかじられることが再々あった．鉄道線路継を始めた．その途端，1 匹の犬が画面に迷いに近い高校では電車の電流が観測を邪魔した．

込んできた．リポーターのうしろを犬が横切っ生徒たちは電車の研究に切り替えた．上りと下た．テレビをみていた人は驚いたことだろう．

りの電車，どちらが来るか，地電位の波形で判リポーターのうしろ首のあたりを犬が横切った

別できるというのだった．

のだ．犬は宇宙遊泳でもするようにテレビに

伊豆半島の地震・火山活動が活発化したの映った．

川端信正（元静岡放送）

地震記者の回想―3― ── 67

■

書

評

■

● 深海 10 km の海底から

46 億年の歴史を辿る旅路■

著者は，実は地形の特徴を抽出し気の利いた名付け親
として名高い．国際水路機関とユネスコ政府間海洋学委
員会の下に設置されている国際機関「海底地形名称委員会」における長年の功績から海上保安庁長官表彰を受賞

藤岡換太郎 著見えない絶景深海底巨大地形評者 木戸ゆかりされている．本書に登場する仮想潜水艇バーチャル・ブ
ルー号で巡る，ラピュタ，ゴジラ・メガムリオンにマン
ガン銀座，板没する国の坂東深海底．なんとも遊び心を感じる名称ではないか．水に覆われた深海には，こんなバーチャルな海底地形の旅と評して，まさに COVID-19
新型感染症拡大防止のために外出自粛を余儀なくされている昨今に相応しい格好の海洋底探検誌である．

にも活動する大地の動きが刻まれているのである．
折しも今年は，国連海洋科学の 10 年のスタートを切り，The NIPPON FOUNDATION︲GEBCO SEABED

本書は 5 章に分かれているが，なんといっても，第 12030 プロジェクトにて世界の海底地形図の空白域をな

章：「深海底世界一周」のバーチャル海底旅行記が圧巻

くす国際的な動きが始動している．はやぶさ 1 号，2 号である．宮古港を出港すると，さっそく大陸棚，急崖がが地球外惑星からサンプルを持ち帰る昨今ではあるが，あり，日本海溝へ落ち込んでいく．ここで大きな海底地

海水に覆われた海洋底は，実は，いまだすべての測量が滑りにあったのは，のびたとドラえもんの海底探検の巻

終わっていない．たった 24% の測量カバレッジ（2020だったか．

年 11 月時点）から，2030 年までに全世界の海洋底をそして独特の視線で海嶺，海溝，断裂帯，海台，深海100% カバーできるような測量網を敷いて，海洋底の様

大平原という 5 つの代表的な大構造を通る絶妙なコース

相を明らかにしようとするものである．詳細な海底地形

選定がなされる．ここで使われる図 1︲2「深海底世界一を見てみたいが，だがしかし，148 p をも割いて，時に周のコース」は，本書最高の図面と言えよう．大圏コーは人間臭く，泥臭い描写に，好みとするか否かは別としスとその下に地形プロファイルが描かれ，まさに主要大ても，読者に鮮明なイメージを沸かせる「見えない絶景」

構造が地表 3,000 m，水深 5,000 m といった凹凸のジェッは，地球科学への興味を誘う．

トコースターである．コースの説明の後に，第 10 景までお気に入りの解説が続く．

伊豆︲小笠原︲マリアナ海溝の陸側では，蛇紋岩海山の存在が知られており，わざわざ寄り道してまでも紹介さ

著者の研究室には，常時，大きな地形図が貼られていれている．生命の起源とも言われる蛇紋岩海山は，きわた．特に天井に大きく貼られた日本周辺の海底地形図はめて重要な項目であり，高解像度の海底地形図付きでの圧巻であった．いつも眺めては，瞑想にふけってこうし解説をいただきたかったが，次の稿に期待したい．

た書き物の構想を描いていたのかもしれない．日本の第 2 章では，「深海底巨大地形の謎に挑む」と題して，

ジュール・ヴェルヌと書いたら誉めすぎか？ネモ船長率

世界一周して眺めてきた大地形の成り立ちや謎に迫る．

いるビビッドな表現は，51 回という誰もこえることがここの章では，たいへんプリミティブな疑問を列挙し，できない潜航経験から醸し出されるものである．

著者なりの解説を模索している．第 1 章で紹介された

ブラックスモーカーを吐き出すチムニー群，そこに群「見えない絶景」が生まれたシナリオについての壮大ながるシロウリガイ，海溝での黒くて深い巨大割れ跡，そ仮説である．自ら「想像地質学」と造語するほどである．

うした絶景の数々，その中で，絶叫光景が現れる．なん

つづく第 3 章「プレートテクトニクスのはじまり」も，と深さ 6,500 m の日本海溝で発見されたマネキンの首で

第 4 章「冥王代の物語」も，想像だけではなく，最先端ある．多くの海底に漂うビニールゴミ．マイクロプラスの研究成果をわかりやすく紹介している．特に冥王代にティック化し，環境問題を引き起こしている元祖であスポットを当てているのは，本書の特色といえる．しかる．本書は SDGs として大きく取り上げられる環境問題

し，第 3，4 章の解説に今ひとつ踏み込みのないことかにも警鐘を鳴らしている．見えない絶景の広がる母なるら物足りなさを感じるのは私だけであろうか．終章「深海ははたして次世代に残せるのか．

海底と宇宙」では，最大の疑問であった「深海底の地形

68 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

はなぜ巨大なのか」に再度立ち戻っている．地形の巨大化へのシナリオ～著者なりの独特の地球観～宗教観～自然観へと誘われるが，不思議と押し付けがましくなく，独特の語りに乗せられていくのも良いものだ，と思わせるのは，懐かしい「ファンタジア」が奏でる世界も手伝ってだろうか．
著者の本は，数値情報がたくさん散りばめられていて，イメージしやすい．今となっては懐かしい令和の始● 論理能力を向上させてくれる書纐纈一起 著

地震：どのように起きるのか
評者 川崎一朗

まりに，チャレンジャー海淵での世界最深記録達成が紹介されている．世界で最も高いヒマラヤ山脈から最も地球深部に近い深海底まで，さらに時間軸も冥王代から現生まで，いや銀河発祥の 135 億年にまで遡る．とてつもない長い時間軸には，人の達成した年代が細かく刻まれている．また本書中には，海底探検に関わってきた貢献者達が実名で掲載されている．潜水調査船のパイロッ
ト，技術者，母船の船長，船員に至る幅広い人脈からの情報網と情報量が文学的素養と織りなすハーモニーにつねに現場を大事にしてきた著者の思いを感じた．索引，
参考図書の豊富さなど，初学者から研究者に至るまで，幅広く興味をそそるに違いない．
折しも，COVID-19 の影響で，本当にヴァーチャル航海についての議論が進められている．本書は先駆けて，本書を手にしてたいへん驚いた．「ダブル・カップル

ヴァーチャル・ブルー号によるヴァーチャル探検を提案と断層モデルの等価性」や「P 波や S 波の 4 象限型の放した．地球を考えるきっかけとなる，初学者に読んでい射パターン」などの物理数学的な定式化は地震学の核心

ただきたい書である．

である．「なぜ P 波と S 波が存在するのか？」，「なぜ地「おわりに」に最も訴えたかったことが集約されてい震は断層滑りなのか？」などは物理数学的な定式化にる．昨今，有人潜水艇は科学の発展に本当に必要か，とよって納得されるようになった．それらが基本的な証明いう議論がなされている．30 年もの長きにわたり，無とともに専門外の読み手の理解を助ける簡潔な解説を加事 故 で 1,580 航 海 数 あ ま り の 実 績 を 誇 る「 し ん か い

えて 190 ページの「新書」サイズに収まるとは想像を超6500」だが，多額の費用をかけて 1 潜航でわずか 1 名なえるものであった．

いし 2 名の研究者に海底を目視する権限を与えることあえて不満を探すとすれば，「微小歪みの弾性論」とは，費用対効果という経営的な観点からは，無駄に写るいう重要なキーワードは落とさないで欲しかったし，のかもしれない．なんとも夢のないせちがらい世の中で「モーメントの物理的次元は Nm（ニュートン・メート

ある．しかし一方で次世代を担う若手にこそ深海底でのル）でエネルギーと同じ」といえば，読み手の地震モー実践研究を味わってほしい．「ガチンコファイト航海」

メントに対する納得感も増したであろうという程度でと称しクラウドファンドまでして，第 1 弾（2019 年 8

あった．

月）
，第 2 弾（2021 年 3 月）と学部生向けのイベントを

本書の第 3 章では，2 回の世界大戦の間に繰り広げら

実 施 し た 経 緯 が JAMSTEC に は あ る． 一 人 で も バ ー

れた「マグマ貫入説と断層説」の論争や「シングル・

チャル・ブルー号の第 2，3，4 章へ明解な答えを探す若カップル説とダブル・カップル説」の論争に言及してい手が後に続くことを期待する．いや若者でなくてもよいる．それらは，1960 年代に入って，丸山卓男先生など

かもしれない．「観測に夢中になっていたが調査が終わによって，「弾性体内部の変位不連続がダブル・カップ

ると急に寒くなった」という著者のように，目前の新たルに等価」であることが数学的に証明されて決着した．

な世界に無我夢中になれる心ある研究者にバーチャルで

日本では，かってマグマ貫入説やシングル・カップル

なく本物を味わってほしいものである．
＜講談社，2020 年 5 月，新書版，240 頁，1,000 円＋税＞
［きど

ゆかり

説を唱えた人々はネガティブに描かれてきたように思われる．評者は，それが日本の地震学において，間違いを海洋研究開発機構 研究プラットフォーム

恐れさせ，大胆な仮説検証型の研究を遠ざける一因に

運用開発部門 技術主任］

なっているような気がしてならない．本書では，対抗し書評── 69

た両説の理論的な違いとそれが克服された過程などに言の気迫，そして四国において集積された貴重なデータを及するのみである．評者にはこのような抑制的な書きぶ

今後の研究の礎として全面的に提供するという姿勢にまりがうれしく思える．

ず心を打たれる．B5 判 378 頁全 6 章の中になんと 186

ダブル・カップル説の証明の節に現れる波数積分表示

図，12 表，61 写真が大きなスペースをとって記載されは初学者には過度に複雑に見えるかもしれない．しかており，それらの中にはすでに失われた露頭の詳細な記し，論理構造としては比較的簡明である．「なぜ地中に載や中央構造線に関する基本的な解説なども含まれてい不連続面が無いのにレーリー波が発生するのか？」，「なる．四国をはじめ西南日本の地質構造を隈なく調査・研

ぜ屈折波は直達波に比べて短周期成分に乏しいのか？」究され続けておられる村田明広氏が「研究者だけではななどの地震学にとって不可欠の諸問題は，本書の延長とく，多くの教育機関や自治体関係者，四国に住んでいる

して，半無限媒質や多層構造媒質の計算をしてみないと方々にとっても必読の書」1）と指摘されている所以であ

理解できない．そのときには波数積分表示が必要になる．

る．

波動理論は，日本の研究者達が重要な役割を果たしてその本書からは，先生が切り拓かれ，新たに発展させきた知的資産である．地震学を志す学生さんには，先達られた活断層研究の真髄を学ぶことができる．変動地形への尊敬も兼ねて，波数積分表示も含めて紙と鉛筆で解学・第四紀テクトニクス研究者である石山達也氏は岡田

きほぐす努力をすることを勧めたい．必要なら著者の前先生の研究の基軸は「オーソドックスな野外地質調査を

書「地震動の物理学」を参考にするとよい．

ベースとした地形学・第四紀地質学的手法」2）であると

リンカーンは，議員になってから，論理と言語の能力述べられているが，私も改めてそのことを理解したとこを向上させる目的でユークリッドの幾何学原論を読み親ろである．他の変動地形学研究者の方々も同様な見解 3, 4）

しんだと聞く．本書を手にする理系の読み手には，数式を述べられているので，ここでは繰り返さず，岡田先生の詳細はともかく，論理の展開を追うのは困難ではないがナウマン以来連綿と続く中央構造線研究史において新はずである．強く一読を勧めたい．特に隣接分野で地震

たに切り拓かれた地平を明らかにすることを通じて本書に興味のある方には，論理能力を向上させる絶好の素材の意義を考えてみたい．

として読んでいただきたい．

1973 年，文字どおり若手研究者であった岡田先生が，評者がこのようなことを強調するのは，トーマス・

中央構造線に沿う活断層運動の研究成果をもって編者のクーンの「科学革命の構造」の中に，「新しいパラダイ

杉山隆二先生をはじめ並みいる地質学研究の泰斗のなかムは，必ず，非常に若い研究者か，他分野から参入したに斬りこまれたのが『中央構造線』（東海大学出版会）

研究者によってもたらされる」という主旨のことが書かである．同書掲載の論文 5）は地質学や地球物理学の領域れているからである．本書が道案内になってクーンが言に大きな影響を与え，中央構造線研究分野が新たに拡うようなことが起こることを期待している．

大・前進する契機となった．以後，多くの研究者が「地＜丸善出版，2020 年 5 月，新書判，192 頁，1,000 円＋税＞
［かわさき

いちろう

元京都大学防災研究所教授］

形学・地質学的手法」（石山氏，前述）によるトレンチ
掘削や自然露頭観察を全国の活断層に対して展開し，地形学と地質学の共同作業として大きな成果をあげている● 活断層研究の新たな地平ことは周知のとおりである．このことが活断層研究の新たな地平の真髄といえよう．
さて岡田先生はすでに前掲の論文 5）のなかで中央構造岡田篤正 著

中央構造線断層帯―最長活断層
帯（四国）の諸性質―

線に随伴する活断層を中央線（現在では中央構造線と標記）活断層系（現在では地震調査推進本部に従い活断層
帯と標記）と呼び，地質境界としての中央構造線と区分して議論されている．そして両者の関係解明が活断層の評価に関わる本質的に重要な課題であるという鋭い問題

評者 伊藤谷生

意識を一貫して堅持され，本書もその視点によって貫かずっしりと重い本書を手に取らせていただくと，中央れている．この問題意識に最初に応えたのが吉川宗治先構造線という日本列島の地殻全体を切断しながら縦断

生 6）や由佐悠紀先生ら 7）京都大学の地球物理学のグルー

し，日本海拡大以前はロシア沿海州の中央シホテアリン

プであった．以後，反射法地震探査等地球物理学的手法

断層にも接続していたと考えられている地体構造上の大による中央構造線地下構造の解明作業が活断層帯との関断層と，それに随伴する中央構造線活断層帯解明に半世係も含めて精力的に進められ，私もその一端を担わせて紀以上にわたって挑み続けてこられている岡田篤正先生いただいた．これは地表ならびに浅部で観察される活断70 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

層とそれを形成させる震源断層の関係解明という今日的課題に直結している．ここに岡田先生が切り拓かれた新たな地平の先駆性がある．
このような活断層研究の新たな地平を引き継ぎ，中央

8）地震本部．2017．https://jishin.go.jp/regional_seismicity/
rs_katsudanso/rs_chuokozosen/
9）Ikeda, M et al. 2013. Tectonophysics, 601, 78︲86.
＜古今書院，2020 年 6 月，B5 判，378 頁，9,800 円＋税＞

構造線とそれに随伴する活断層帯の研究をさらに進める

［いとう

たにお

地震予知総合研究振興会］

うえで重要と思われる課題を僭越ながら 2 つほど示させていただく．
第 1 は，中央構造線活断層帯のセグメント区分の再検● 実務家を意識した
意欲的な大著討である．本書は四国内に限っての区分となっているが，地震本部は豊予海峡や別府湾における海域での反射法地震探査の成果も考慮し，別府湾を経て由布院までも
8）

活動区に含めて検討している ．これは四国中央部において中央構造線の方向が約 15°反時計回りに回転し，伊予灘から別府湾にかけて狭長な堆積盆が中央構造線の北側（上盤側）に断続的に連なり，さらに別府︲島原地溝帯へと接続しているとも考えられるからである．今後，
構造地質学的，地球物理学的手法による地殻構造解明作業などと連携する研究が期待される．

吉田

望 著

液状化現象―メカニズムから数値解析まで―
評者 國生剛治
本書は液状化に関するメカニズム，予測・設計法と数値解析の 3 部から構成され，幅広い読者のニーズに応え

第 2 は，中央構造線の起震力評価である．中央構造線

ることを意図した大著である．しかしメカニズムと予は白亜紀に 500 km とも考えられている左横ずれ運動を測・設計法については類書も多いため，その特徴はあく受け，その後もプレートシステムの転換に伴ってさまざまで数値解析が主目的で，前 2 部はその導入・解説と捉

まな変位センスの活動を経験して形成された幅広い

えたい．

damage zone と破砕帯 9） を持つ，いわば成熟度が高い

著者の吉田望氏は，液状化に関する数値解析の分野という「個性」を有している．現在，活断層が引き起こで良く知られた研究者の一人である．特に建設業・コン

す地震の評価においては断層の「個性」に関わりなく一サルタント業での数値解析業務を中心とした豊富な実務

律の剛性率を用いているが，成熟度の高い中央構造線な経験に加え，大学などで教育研究生活や海外留学も経験

どに一律の剛性率を適用するのが妥当なのか，再検討のし，現場の設計実務にも精通した異色の技術者・研究者

時期に来ているように思われる．活断層評価をよりリアとして活躍されてこられた．本書は著者の経歴を反映

リスティックなものにするうえで岩石物性学などと連携し，実務経験に裏打ちされた液状化の設計計算に関わるした中央構造線破砕帯研究の新たな展開が重要と考えら

実務家を意識した意欲的な大著であると感じた．

れる．

「はじめに」の中で液状化解析技術の発展とともに歩こうした新たな課題を進めるに当たってつねに立ち返んでこられた著者は，その数々の経験を通して「液状化らねばならないのは本書において系統的に記載されていの解析は単にプログラムがあれば正しい答えが得られる

る中央構造線の「現場」である．その意味でも本書は今というわけではなく，技術者が考えるべきことが沢山あ後いっそう重要となるに違いない．それゆえ，私は中央る」，「液状化はよくわかっている現象ではなく，研究は構造線に関する研究や調査に携わっている方々が手許にいまでも進行中であるが，…実務技術者が知っておいた

置かれることをお勧めしたいと思っている．

ほうがよいと考えられる事項に的を絞った」と述べており，本書でのねらいを整理し，液状化解析が抱える数々

1）村田明広．2020．日本地質学会 News，23，no. 8，6．
2）石山達也．2020．日本地震学会ニュースレター ，73，no. 3，16．
3）堤 浩之．2020．地理学評論 ，93，469︲470.
4）杉戸信彦．2020．活断層研究 ，53，67︲68．
5）岡田篤正．1973．中央構造線，杉山隆二編，東海大学出版会，pp 49︲86.
6）吉川宗治ほか．1987．地震学会講演予稿集 ，2，162.
7）由佐悠紀ほか．1992．地震 II，45，199︲212．

の問題を十分認識したうえでの労作と感じた．
第 I 部では液状化を理解するための基礎知識からメカ
ニズムと力学特性について述べ，第 II 部では各種設計指針による液状化発生予測と構造物設計法を要約したの
ち，本書のコアである第 III 部では有効応力による地盤の地震時応答解析について，応力～ひずみ関係，ダイレ
イタンシー特性などのモデル化，地盤の離散化手法，解析上の留意点，解析例と精度などについて述べている．
とりわけ興味深いのは，10.3 節の比較解析における一書評── 71斉解析やブラインドテストと解析結果との比較評価であ

ラメータの決め方に一般的な解析技術の解説書では説明る．勝手な抜粋を許していただくと，「現状では，解析の及ばない詳細なノウハウが含まれ，「結果が分かってプログラムによりかなり差があり，…解析の精度が悪くいればそれなりに結果を合わせることができる」との受役に立たないようにも見えるが，現象が説明できた例はけ止めにもつながっている．したがって，等価線形など

多いし筆者はそうは思わない．結果が分かっていればそ

種々の簡易評価に足場を確保しながら，設計値を工学的

れなりに合わせることができ，対策工法の比較検討にはに判断する必要性が残されることになる．

役立つ．設計では安全側評価であれば必ずしも正確であ

本書で液状化問題での有効応力非線形解析技術を学ぶる必要はない」と，液状化問題での解析信頼度について

読者への書評としては，まず技術の全容を幅広く知るうのさまざまな経験と苦労に基づきかなり本音が述べられえにおいて，多少高度ではあるが適切な入門書と言えよている．

う．一方，かなり経験を積み非線形液状化解析自体が抱

上部構造物の解析と異なり，液状化解析で対象とするえる問題点を感じている実務家の方々へは，著者のこの地盤は自然の造形物で不均質性に富み，初期せん断荷重

解析技術に対する思いを十分理解したうえで，大ひずみの下で地震時に繰返し非排水せん断されダイレイタン

挙動の再現精度を突き詰めることばかりに躍起になるのシー現象により強い非線形挙動を示すが，この複雑な現ではなく，地盤の非線形物性の適切な考慮の上に立って象には実に多くの不確定性が含まれる．解析法として2・3 次元地盤の不均質性や構造物との連成現象が離散は，従来の等価線形や全応力による解析に加え，L2 地化モデルによりバランスよく再現できることが数値解析

震動も対象に地盤の強い非線形挙動を理論的には再現可を実施する最大のメリットであること，さらに大地震時能な有効応力非線形解析が多用されるようになってきての解析には多くの不確定要素が含まれているため，種々いる．しかし，これにより本書が目指すようなブラインのパラメータによる解の振れ幅を定量把握した上で設計

ドテストの高精度な予測ができたとしても，実務での設値を決定すべきことを指摘したい．

計的観点からは地盤のモデル化や非線形物性，入力地震動などに含まれる多くの不確定性による振れ幅を考慮することが必須となる．また，個々の解析ソフト特有のパ72 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

＜森北出版，2020 年 8 月，B5 判，384 頁，10,000 円＋税＞
［こくしょうたかじ

中央大学名誉教授］

●新刊紹介ひょうご震災記念 21 世紀研究機構
御厨

平

朝彦

著，海洋研究開発機構

総合検証

監

カラー図解 地球科学入門 地球の観察―地質・
地形・地球史を読み解く
講談社，2020 年 11 月，A5 判，280 頁，2,500 円＋税
講談社

編，田近英一貴・飯尾潤

東日本大震災からの復興

岩波書店，2021 年 2 月，A5 判，376 頁，4,000 円＋税
ルーシー・ジョーンズ

著，大槻敦子

歴史を変えた自然災害
震災まで

監

地球のふしぎ（講談社の動く図鑑 MOVE）

編，五百旗頭真・監

訳

ポンペイから東日本大

原書房，2021 年 3 月，四六判，304 頁，2,800 円＋税

講談社，2020 年 11 月，AB 判，192 頁，2,000 円＋税
河北新報社
Donald Turcotte・Gerald Schubert

著，木下正高監

訳

ジオダイナミクス原著第 3 版

編

東日本大震災 10 年 復興の歩み 宮城・岩手・
福島
河北新報社，2021 年 3 月，A4 判，128 頁，1,300 円＋税

共立出版，2020 年 11 月，B5 判，632 頁，11,000 円＋税
斎野裕彦
日本建築学会編

大振幅地震動に対する免震構造の設計
日本建築学会，2020 年 11 月，A4 判，180 頁，3.600 円

著

市民の考古学
防災

東日本大震災と遺跡に学ぶ津波

同成社，2021 年 3 月，四六判，194 頁，1,800 円＋税

＋税
矢守克也
中島淳一

著

防災心理学入門著

日本列島の未来
噴火のしくみこれからも起こる地震や火山

豪雨・地震・津波に備える

ナカニシヤ出版，2021 年 3 月，四六判，164 頁，1,900円＋税

ナツメ社，2021 年 1 月，四六判，240 頁，1,400 円＋税
S.I. レズニック
北原糸子

著

震災と死者
地震

東日本大震災・関東大震災・濃尾著，国友直人・栗栖大輔

極値現象の統計分析
ング

訳

裾の重い分布のモデリ

朝倉書店，2021 年 3 月，A5 判，432 頁，7,200 円＋税

筑摩書房，2021 年 1 月，四六判，288 頁，1,700 円＋税
東北大学災害科学国際研究所
鎌田浩毅

編

東日本大震災からのスタートのアプローチ著

首都直下地震と南海トラフ

災害を考える 51

エムディエヌコーポレーション，2021 年 2 月，新書判，東北大学出版会，2021 年 3 月，B5 判，230 頁，3,000 円

312 頁，891 円＋税＋税

ゲルハルト・H・ヴァルトヘル
文・上月翔太著，内田次信・竹下哲

訳

西洋古代の地震京都大学学術出版会，2021 年 2 月，A5 判，360 頁，4,800

加納靖之・杉森玲子・榎原雅治・佐竹健治

歴史のなかの地震・噴火

著

過去がしめす未来

東京大学出版会，2021 年 3 月，四六判，260 頁，2,600
円＋税

円＋税

新刊紹介── 73

公益財団法人 地震予知総合研究振興会（ADEP）の人事異動について
採用
慶太

本部地震防災調査研究部 副主任研究員

21. 4. 1

草野淳一

つくば観測技術センター 副主任研究員

21. 4. 1

谷生

本部地震防災調査研究部 副首席主任研究員

21. 3. 31

ADEP情報千葉

退職伊藤74 ──地震ジャーナル

71 号（2021 年 6 月）

編集後記

東北地方を中願いした．

性，海水の圧縮性，重力場の変化等

心として未曾有

このような海溝部で発生する大地の影響を厳密に取り入れることで，の大災害をもたらした東日本大震災

震でもっとも警戒すべきは，大きな

従来説明困難だった津波到達時刻のから 10 年の月日が流れた．

津波による災害である．防災科学技

ずれや初動極性の謎が解決されたと

本号巻頭のエッセイには，この東術研究所では，大地震がもたらす強いう．精密科学の勝利といえる好例

日本大震災で政府の復興構想会議の震動を評価する地震ハザードステー

であろう．

議長を務められた五百旗頭先生よりション（J-SHIS）に続いて，津波を次に，囲み記事としては，「ジオご寄稿をいただいた．犠牲者数の観評価するための津波ハザードステー

パークと地震」というタイトルで，点から諸々の災禍を比較し，戦争がシ ョ ン（J-THIS） を 開 発 し， 運 用

日本ジオパーク委員会の初代委員長

もっとも悲惨であるとの結論を述べを開始している．このシステムの詳を 10 年にわたり務められた京都大られている．

細について，同研究所の土肥・中学元総長の尾池先生よりご寄稿をい村・藤原の各先生に紹介をしていた

ただいた．日本が国際ジオパーク活

だいた．

動に参加した際，自然災害を学ぶとついで本文の冒頭では，東日本大震災からわれわれが得た知識や学んだ教訓の数々について，東北大学の一方，シリーズ化している国際プ

松澤先生には理学的視点から，またロ ジ ェ ク ト SATREPS の 個 別 テ ー

いう役目が新たに加えられたとのこ

今村先生には工学的視点から，それ

マ紹介について，今回は南米コロン

もう 1 つの囲み記事は，元静岡放ぞれ総括的に詳しい議論をしていた

ビアにおける地震・津波・火山災害送の川端氏による「地震記者の回想

だいた．

とである．

の軽減に向けたプロジェクトを取り

─3─」である．今回は 1970～1980

松澤先生からは，東北地方太平洋上げた． その概要と得られた成果，

年代における伊豆半島東部の地震・沖地震がなぜかくも巨大化したのそして今後に向けた展望について，

火山活動についての話題が取り上げか，そしてなぜ予測できなかったの

プロジェクトリーダーを務められた

られている．私事ではあるが，編集かについて素晴らしいレビューをし名古屋大学の熊谷先生より，わかり子の青春時代に重なることから，楽ていただいたのち，今後に向けた貴やすいご報告をいただいた．

しく読ませていただいた．

重な教訓を述べていただいた．
また今村先生からは，東日本大震
災に伴った津波災害の特徴とその諸以上に加えて，本号では興味深い

今号もバラエティー豊かで賑やか

3 編の寄書と 2 つの囲み記事を掲載

な内容となっている．読者諸氏の忌している．

憚ないご意見やご批評をお願いした要因を紹介していただいたのち，津

最初の寄書は，昨年（2020 年）

波発生モデルの高度化や，ハザードの初夏，長野県上高地付近で活発化

予測の高精度化に向けた学際連携研した群発地震の話題を取り上げてい究推進の必要性など，今後の津波防る．今回の活動とその背景などにつ災に向けた大切な提言を述べていた

いて，飛騨山脈の地震活動を長年研だいた．

究してこられた京都大学の大見先生

なお，奇しくも東日本大震災 10より，詳細な解説記事をいただいた．

周年を目前にひかえて本年 2 月 13

つづいて，防災科学技術研究所の日に福島県沖で発生した M7.3 の地

久保先生からは，地震による揺れを震については，その概要を囲み記事予測する問題に関して，AI によるとして速報している．

単純な機械学習ではうまくゆかな

さて，東日本大震災にひき続いてかった問題が，物理モデルを組み合

現在懸念されているのが，南海トラ

わせることによって解決できたといフを舞台とする巨大地震である．海う例を紹介していただいた．

洋研究開発機構では，その南海トラ

もう 1 つの寄書は，東大地震研のフで地震発生帯の掘削計画を進めて綿田先生による遠地津波波形解析技

いる．その成果と今後の計画等につ術の向上に関する話題である．これ

いて，同機構の倉本先生に解説をおまで考慮されてこなかった地球の弾

い．

（Y.O.）

地震ジャーナル 第 71 号
令和 3 年 6 月 20 日

発行所

発行

〠101︲0064
東京都千代田区神田猿楽町 1︲5︲18
公益財団法人

地震予知総合研究振興会
http://www.adep.or.jp
TEL：03-3295-1966
FAX：03-3295-3136
発行人

金沢敏彦

編集人

岡田義光

本誌に掲載の論説・記事の一部を引用される場合には，必ず出典を明記して下さい．また，長文にわたり引用される場合
は，事前に当編集部へご連絡下さい．
●製作/ 一般財団法人学会誌刊行センター☆ 本誌は，地震予知総合研究振興会のホームページにおいて閲覧および PDF のダウンロードができます．
☆「地震ジャーナル」冊子の新規配布，配送先変更，配送停止については当振興会までご連絡ください．
ADEP 情報── 1