関東地震は ‘characteristic earthquake’ か？
吉田明夫＊・原田昌武＊・小田原啓＊・宮岡一樹＊・小林昭夫＊2・野口伸一＊3

Is the 1923 Kanto earthquake a ‘characteristic earthquake’?
by＊＊Akio YOSHIDA , Masatake HARADA , Kei ODAWARA , Kazuki MIYAOKA＊, Akio KOBAYASHI＊2 and Shin’ichi NOGUCHI＊3*

Abstract
Fault model of the 1923 Kanto earthquake was first presented by Kanamori（1971）and Ando（1971）based on seismic wave
data and geodetic data, respectively. Then, it was refined by Matsu’ura et al.（1980）, Matsu’ura and Iwasaki（1983）, Wald andSomerville（1995）, Kobayashi and Koketsu（2005）and Nyst et al.（2006）using both geodetic and seismic data. The model,
we call it hereafter “the standard model”, explains seismic waves as well as horizontal and vertical displacements observed at the
Kanto earthquake very well. However, as we show here, it is not concordant with topography of seabed and configuration of thePhilippine Sea slab. Crustal deformation in recent years in southern Kanto revealed by the GNSS, which is supposed to be causedby the subduction of the Philippine Sea plate, differs apparently from the displacements at the Kanto earthquake. Fault slip directionin the standard model does not accord with the direction of the convergence of the Philippine Sea plate against the North-American
plate. Based on these observations we propose an idea that the 1923 Kanto earthquake was not a characteristic or typical interplate
earthquake between the Philippine Sea and the North-American plates. The fact that the aftershock activity of the Kanto earthquake
was exceptionally high among great earthquakes around the Japanese Islands also suggests that the fault motion was an irregularone. We think there is a possibility that other types of fault motion different from that of the 1923 Kanto earthquake may occur inthe future or might have occurred in the past.
1.

ば、宍倉ほか , 2001）。

はじめに
駿河・南海トラフ沿いでは、震源域が隣り合う東海、

しかし、南海トラフ沿いの過去のプレート境界地震を

東南海、南海のプレート境界地震が、個別にあるいは連見ても、決して、東海、東南海、南海の各特徴的な地震

動して発生する可能性があるとして、その確率予測や被が繰り返して起きてきたわけではない（例えば、瀬野 ,害想定が行われている（地震調査委員会 , 2001）
。同様

2012）
。昨年 3 月 11 日のマグニチュード 9 の東北地方太に、相模トラフ沿いでは相模湾直下を震源とする 1923

平洋沖地震の発生は、プレート境界における、いわゆ

年関東地震型と、その震源域に加え、更に南側の房総半る ’characteristic earthquake’ についての思い込みに反省

島沖まで破壊が及ぶとする 1703 年元禄地震型の二つのを迫るものでもあった（松澤 , 2011）。こうしたことをタイプのプレート境界地震が発生すると想定されている

鑑みるなら、南海トラフ周辺と比べて格段に複雑な海底（例えば、地震調査委員会 , 2004）。この大正地震型と元地形を有する相模トラフ沿いにおいて、大正型と元禄型

禄地震型は、関東下へのフィリピン海プレートの沈み込が起こりうる唯二つのタイプのプレート境界地震とは考みに関連して発生する、二つの特徴的なタイプの地震

えにくい。むしろそれらとは別な破壊様式を持つ地震が（characteristic earthquake）とみなされ、三浦半島や房総

今後発生する、あるいは過去発生してきた可能性が多分

半島の海岸に見られる段丘は、これらの地震の繰り返しに有るのではなかろうか。

た跡を示すという考え方に立って、相模トラフ沿いのプ

初めに、第 2 節で、1923 年関東地震の震源モデルと、レート境界地震の繰り返し周期が議論されている（例え相模トラフから沈み込むと考えられているフィリピン海* 神奈川県温泉地学研究所〒 250-0031*2 気象研究所

茨城県つくば市長峰 1-1〒 305-0052*3 独立行政法人防災科学技術研究所

神奈川県小田原市入生田 586

茨城県つくば市天王台 3-1

論文 , 神奈川県温泉地学研究所報告 , 第 44 巻 , 1-7, 2012－1－

プレートの形状並びにトラフ周辺の海底地形との非整合性を指摘する。次いで第 3、4 節では、関東地震で解放された地殻歪みと GNSS で観測されている最近の地殻変動との差異、関東地震の余震活動が日本列島周辺における他のプレート境界巨大地震と比べ突出して活発だったことを示す。そして、こうした事実を基に、第 5 節で、大正関東地震は、フィリピン海プレートと北米プレートの間のプレート間カップリングを素直に反映した地震ではなかったのではないか、言うならば、あらかじめ準備されていた歪場をそのまま解消したというより、むしろその時その場の成り行きでたまたまそのように破壊が進行してしまったものではないかという考えを提出する。

2.

関東地震の断層モデルとプレート形状

図1

関 東 地 震 の 標 準 震 源 断 層 モ デ ル（Wald and1923 年関東地震の断層運動に関して、地震波形デー

Somerville, 1995; Kobayashi and Koketsu,

タと測地学的データをそれぞれ用いて定量的な解析がな

2005）と首都圏直下のフィリピン海プレートの上されたのは、地震発生後 50 年近く経過してからであっ

面形状モデル（Sato et al. , 2005）。

た（Kanamori, 1971; Ando, 1971）。これらの研究によっ

Fig.1 Standard fault model of the 1923 Kantoて、断層面の走向や傾斜、その拡がりと平均的なすべり

earthquake （Wald and Somerville, 1995;

に関する、初めて明確な描像が提示された。その後、地Kobayashi and Koketsu, 2005）and configuration

震波形データと測地学的データを合わせて用い、更に断of the upper surface of the Philippine Sea

層面上のそれぞれの区域におけるすべり量やすべり方

plate（Sato et al. , 2005）.

向の違いまで考慮に入れたより精緻な解析が幾度か試みられている（Matsu’ura et al., 1980; Matsu’ura and Iwasaki,って与えられた断層モデルを、関東地震の標準震源断層

1983; Wald and Somerville, 1995; Kobayashi and Koketsu,

モデル、略して標準モデルと呼ぶことにする。

2005; Nyst et al., 2006）。それらのモデルによれば、破壊

図 1 は標準モデルの断層の位置を、深部地震探査からは神奈川県西部の深さ約 15km のところで始まり、東南推定された首都圏直下のフィリピン海プレートの上面の東方向に拡がっていった。断層下部ではすべり方向は横形状モデル（Sato et al., 2005）に重ねて示したものであすべり的であったが、断層上端に近いところでは傾斜方る。他の、地震波の反射や震源分布、速度構造等から推向に沿う逆断層的なすべりが生じた。そして強震動をも定された上面形状も、研究者によって等深線の位置にたらしたアスペリティは断層西部の震源周辺と三浦半島

いくらか違いがあるものの、パターンは変わらない（例直下付近にあった（例えば、Wald and Somerville, 1995;

えば、Nakajima et al., 2009）。それらのモデルは総じて、

Kobayashi and Koketsu, 2005）。大きなすべりを生じた領等深線が相模湾下でほぼトラフに平行、東京都直下で東域が西と東にあって、それらですべり方向が異なってい

西に近くなる。しかし、この形状モデルは、関東地震のたということは他のモデルでも共通している。そのこと

標準モデルとは整合的でない。標準モデルの走向は、トを考慮して、断層面を二つに分割したモデルも提出されラフ軸や等深線の方向と一致せず、それと明らかに斜ているが（Matsu’ura et al., 1980; Nyst et al., 2006）全体と交している。標準モデルの上端の深さは 2km で房総半して震源断層が西北西 ― 東南東走向の北北東方向に傾島南端をかすめているが、形状モデルでは房総南端で斜した面で、
破壊は神奈川県西部から房総半島東岸まで、10km の深さになる。また、形状モデルではトラフ軸がほぼ長さ 130km、幅 70km の領域に及んだとするのは、沈み込み口にあたるとされているのに対して、標準モデKanamori（1971）以来、引き継がれている。こうしたモルでは、相模湾北西端部において、トラフよりも南側か

デルによって、三角測量や水準測量データから求められら沈み込んでいるようになっている。Ando（1971）のた関東地震時の地殻水平変動や上下変動は良く説明されモデルでは、断層走向がトラフ軸に平行にとられているる。ここでは、断層面上のすべり分布を含めて Wald andが、Matsu’ura et al.（1980）は、そのような走向の断層

Somerville（1995）や Kobayashi and Koketsu（2005）によモデルでは、地殻変動の観測データを説明することが難

－2－

図3

GNSS 観測による 2009 年 -2010 年の期間の水平変位速度。基準は図の左上隅の長野県川上。

図2

関東地震の際に観測された水平変位と上下変動

Fig.3 Horizontal velocity in the period 2009-2010（Kobayashi and Koketsu, 2005）

observed by the GNSS. Kawakami on the upper

Fig.2 Horizontal and vertical displacements

left end in the map is taken as the fixed

observed at the 1923 Kanto earthquake. After

point.

Kobayashi and Koketsu（2005）.
部における変位は、最近の変動場での同相対比に比べてしいことを示した。いずれにしても、トラフ軸のほぼ陸大きいことが見てとれるほか、断層上端付近の変位、特上延長にあたる国府津 ― 松田断層で変位は認められず、に三浦半島や房総半島南端での変位は、GNSS 観測の結

その西側の小田原や真鶴、湯河原で地盤の隆起が観測さ果に比べて明らかに南に振れた方位になっている。
図 4 は Wald and Somerville（1995）によって求められれたので、トラフ軸を断層上端とするモデルは関東地震の地殻変動と矛盾する（例えば、石橋 , 1980）。

た断層面上でのスリップの分布で、大きくすべったとこ

しかし、標準モデルで問題なのは、断層の西端が伊豆ろが断層の西部と三浦半島直下付近にあることがわか衝突帯を超えて富士山の火山体直下付近まで延びている。Kobayashi and Koketsu（2005）など、他のモデルでることである。これに関して、Noguchi et al.（2012）は、も大局的にはこの特徴は同じである。ここで注目される

関東地震の断層の西端は真鶴付近から東丹沢に続く地震のは、三浦半島直下の、断層面の浅いところでのスリッ活動の高いゾーンの西縁にあたるほぼ南北方向の線で限プの向きが、ほぼ断層の走向に垂直で純粋な逆断層のよられるとするモデルで、関東地震時の地殻変動に加えてうな動きになっていることである。これと、同図に示し

最近の地殻変動も説明できることを示している。

た、プレートの相対運動の方向とを比べると、両者の間

なお、関東地震の際に変位が観測された三浦半島の下には明らかに違いが見られる。標準モデルの走向がトラ

浦断層、房総半島の延命寺断層の走向も、標準モデルの

フ形状やプレートの形状と合わないことと合わせると、走向及び後述する相模湾の隆起域と沈降域を分ける境界

関東地震は本当に相模湾下においてプレート間カップリ線とほぼ平行になっていることを付記しておく。

ングが生じているその境界面に沿って発生したのかという疑問が生じる。これに関しては考察のところでもう一

3.

関東地震の断層モデルと地殻変動度触れる。

図 2 は 1923 年関東地震によって引き起こされた水平関東地震前後での相模湾海底における地殻変動が水変位、また図 3 は GNSS 観測による 2009 年－ 2010 年の路部によって調査されている（水路部 , 1924）。その結期間の水平変位速度である。両者を比べると、関東地震

果を見ると（図 5）、隆起域と沈降域を分ける境界線は、の際の変位の方向は、最近の地殻変動の動きを、そのま

館山と真鶴を結ぶ線にあたっていて、標準モデルの断層

ま逆転させたものとはなっていないことが見てとれる。

の走向と平行かつその上端にほぼ一致しており、海底

例えば、断層西部と東部の変位ベクトルを比べると、関の地殻変動は標準モデルと整合的であると言える。図 6

東地震のときに観測された、断層東部の変位に対する西に、Matsu’ura et al.（1980）によるモデルを参考に、断層－3－

相模湾底における隆起域と沈降域を分ける境界線が、標準モデルの上端と一致しているということに何らかの意味を認めたとき、一つ注目したいのは、南側海域での海底の沈降は本当に生じたのかということである。プレート境界でのカップリングに起因する巨大地震では、地震時に動くのは、海洋プレートの沈み込みによって引きずり込まれていた上盤側の陸塊であり、下盤の海洋プレートが地震発生に伴って動くことはないと一般には考えられている。しかし、もし、沈降を示す測深結果が事実とすれば、地震と同時であったかどうかは別として、少なくとも地震を挟む、大正年間の二回の測定の間に、海洋プレートの沈み込みが進行したことを示している。いまとなっては、確認しようはないが、たいへん興味をそそられる。伊豆大島の三角点が、関東地震前後の二回の測定の間に 1.8m 北向きに動いていたことも（Matsu’ura
図4

標準モデルにおける断層面上でのスリップベクト

et al., 1980）、もしかしてこの海洋プレートの沈み込みのル。白抜きの太い矢印は北米プレートに対するフ動きと関連していたかもしれない。ただし、Kobayashi

ィリピン海プレートの相対運動の方向（Seno et

and Koketsu（2005）は伊豆大島におけるこの変位は同島

al. , 1993）を示す。

の噴火の影響によるものと推定している。

Fig.4

Slip vectors on the fault plane in thestandard model （Wald and Somerville, 1995）.

4.

例外的に高かった余震活動

A white big arrow indicates direction of the1923 年関東地震の余震活動は、20 世紀以後に日本列

relative motion between the North-American

島周辺で発生したプレート境界巨大地震のそれと比べてand the Philippine Sea plates （Seno et al. ,顕著に高かった（武村 , 1994; 宮岡・吉田 , 投稿中）。マ

1993）.

グニチュード 7.7 以上の巨大地震について、直後 1 年間に発生したマグニチュード 6 以上の余震数を比べると、上端の深さを 0km として、Okada（1992）の式を用いて96 個を数える 2011 年東北地方太平洋沖地震は別格とし計算した上下変動図を示す。上昇域と下降域の空間分布て、31 個の関東地震は突出している（図 7）。著者らはは、ほぼ水路部の調査結果と一致していることが見てとこの事実も、関東地震の断層運動が、プレート間カップれる。

リングを素直に解消するような形で進行したのではな

水路部（1924）の調査結果が、プレート境界地震の地

く、いわば、無理な壊れ方をしたことを示しているので殻変動についての常識と違えるのは、その上下変動量のはないかと考える。

大きさである。隆起の大きいところでは数 10m 以上にな お、 関 東 地 震 の 余 震 活 動 に つ い て は、 濱田 ほ かなっているところがあるほか、館山と真鶴を結ぶ線の南（2001）によって詳しく調査された。その結果を参照し側では、同じく数 10m 以上に及ぶ沈降が記録されていて、Kobayashi and Koketsu （2005）は、余震活動が震源る。このような大きな変動が本当に生じたのかについて域の東側に比べて西側に多かったことを指摘し、それは、は、調査結果が発表された当初から、様々な議論があっ西側のアスペリティが、より破壊応力の高い、より脆性

たようである。寺田（1924）は、いくつかの誤差要因に的な壊れ方をしたことと関係しているのではないかと推ついて検討したうえで、誤差でなく実際に生じたとした論している。

ら、どのような説明が可能かについて、種々、考察している。その考察は、当時、まだ、提案されたばかりのウ

5.

考察とまとめェーゲナーの大陸移動説も取り入れてたいへん示唆に富Kanamori（1971）は地震波初動によるメカニズム解のむものであるが、それについては本研究報告の中で別に一つの節面を採用して 1923 年関東地震の断層モデルを詳しく紹介されているので（吉田ほか , 2012）、ここで求めた。そのとき、地質学的、地形学的、あるいはテクは触れない。

トニクス上の知見は、まったく考慮に入れられていない。

－4－

図5

関東地震前後での相模湾の水深変化（水路部 , 1924）。追記した太い破線は標準モデルの断層上端を示す。

Fig.5 Difference in the depth of sea water in Sagami Bay between the measurements carried out before andafter the 1923 Kanto earthquake （The Hydrographic Department, 1924）. A thick broken line indicatesthe upper end of the fault plane in the standard model.

図6

Matsu’ura et a.（1980）による関東地震の断層モデルを基に、Okada（1992）の式を用いて計算した上下変動図。上昇域と下降域の空間分布
は、ほぼ水路部の調査結果と一致している。

Fig.6 Vertical displacements
calculated by Okada’s formula（Okada,1992） based on the fault
model by Matsu'ura et al.（1980）.

－5－

型的なプレート境界地震ではなかったのではないかという考えを提出する。関東地震の余震活動が日本列島周辺で発生したプレート境界巨大地震の中で例外的に突出して高かったことも、無理な壊れ方をしたことを示しているものと考えられる。また、もし、標準モデルの地震が、これまで相模湾で何度も繰り返し起きてきたとすると、海底地形にもその地殻変動の累積した跡が見られていい
はずなのに、それを示唆するような地形は認められない。
大正関東地震と元禄関東地震が相模トラフ沿いの唯二つの典型的なタイプのプレート間地震ではなく、それら以外の破壊様式を持つ地震が発生する、あるいは過去に発生してきた可能性があるとすると、南関東巨大地震の繰返し周期や想定される震源像について再考する必要が生じる。ここでは、他にどのような破壊様式の地震が想
図7

20 世紀に日本列島周辺で発生した巨大地震に伴っ定されるかについては言及しないが（吉田ほか , 2007;たマグニチュード 6.0 以上の、本震直後１年間のNoguchi et al., 2012 を参照）、この問題を明らかにするに

余震と本震のモーメント・マグニチュードの関係。

は、海岸に残された累積地殻変動を、大正型、元禄型の関東地震の余震数が際立って多いことに注意。

二つの地震時の変動の組み合わせとして読み解くのではFig.7 Scatter plot between moment magnitude andなく、過去における一つ一つの地震毎にどのような変動

number of aftershocks with magnitude 6.0 orが生じたのかを個別に注意深く調べて、そのときの震源

larger within one year after main shocks for

断層運動がどのようなものであったかを虚心に検討する

great earthquakes that occurred around the

必要があると思われる。

Japanese Islands in the 20th century. Note
謝辞that the number of aftershocks of the 1923

最近の地殻変動の解析には国土地理院の GEONET デ

Kanto earthquake was exceptionally large.

ータを使用させていただきました。また、瀬野徹三氏からは多くの有益なコメントをいただきました。記して感Kanamori（1971）を読むと、当時はそもそも、関東地震

謝します。

が相模湾より沈み込むフィリピン海プレート上面におけるプレート境界地震であるという概念も一般的ではなか参考文献

ったことがわかる。しかし、この、地震波データのみに

Ando, M.（1971）A fault-origin model of the great Kanto

基づいて求められた断層モデルは、陸域の三角測量デー

earthquake of 1923 as deduced from geodetic data, Bull.

タや水準測量データをも良く説明することがわかった。

Earthquake Res. Inst., 49, 19-32.

上述したように、水路部による関東地震前後での相模湾

濱田信生・吉川一光・西脇誠・阿部正雄・草野富二

底の測深調査の結果や関東地震時に観測された湾岸での雄（2001）1923 年関東地震の余震活動の総合的調査

上下変動（吉田ほか，2012）も、標準モデルとおおよそ, 地震 2, 54, 251-265.
石橋克彦（1980）伊豆半島をめぐる現在のテクトニクス ,合っている。その一方で、標準モデルは海底地形やプレートの形状とは整合しない。近年の GNSS 観測が示す

月刊地球 , 2, 110-119.

プレート間カップリングによって生じているとみられる

地震調査委員会（2001）南海トラフの地震の長期評価について .

地殻変動も、関東地震によって開放された歪とは一致していない。標準モデルにおけるスリップ量の分布や方向

地震調査委員会 （2004）相模トラフ沿いの地震活動の長期評価について .

もまた、プレート相対運動のカップリングが単純に解消

Kanamori, H. （1971） Faulting of the great Kanto

したとは解釈できないことを示すものである。

earthquake of 1923 as revealed by seismological data,

以上の事実から、われわれは、関東地震は相模湾から

Bull. Earthquake Res. Inst, 49, 13-18.

沈み込むフィリピン海プレートと北米プレートの間の典－6－

Kobayashi R., and K. Koketsu（2005）Source process of theT. Kawanaka, K. Kasahara, and S. Harder（2005）

1923 Kanto earthquake inferred from historical geodetic,

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－8－