日立財団 環境サイエンスカフェ講演録

第２６回

環境サイエンスカフェ

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超巨大地震の科学－沈み込み帯で何が起こっているのか－纐纈 一起（こうけつ かずき）さん（東京大学地震研究所 教授）
201５年４月８日（水）18：30～20：00
サロン・ド・冨山房 Folio
４６名

地震の科学を地震学と呼びます（図２）。あまり耳慣れないと思いますが、英語では Seismology と言います。

ご紹介いただきました纐纈と申します。きょうは、深刻な話をさせていただきたいと思います。
地震学の分野の一番有名な日本語の教科書では、先月、各地で 3.11 関連の行事がありました。われわれが想定外というと怒る方が多いですけれども、私どもの研究所の名誉教授で、もう亡くなられま3.11 の地震は、本当に科学の上で想定外だったとしたが、宇津徳治先生という方が書かれた『地震いうことを、きょう、主にお話ししたいと思います。なるべくサイエンス中心のお話をしてくださ学』というそのものずばりの教科書があります。

いということだったので、スライドの 42 ぐらいま

地震とそれに関連する現象を研究する学問である」

では、その話をさせていただきます。そのあとは、と。そして大別して、地震の発生に関連する問題、

来て得をしたと思っていただきたいと思いまして、

つまり地震そのものを研究する分野と、地震から出

少し、一般的なお話も含めてあります。マウスをてくる地震波で地球の中がどうなっているかを研究操作するので、座らせていただきます。

する、大きく分けるとその 2 つの分野があります。

その前文には、こう書かれています。「地震学は、

1

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きょうのお話は、主に地震そのものの科学、サ

まず、なぜ日本は地震国かというところからおイエンスについてご説明したいと思います。もう話しさせていただきたいと思います。お手元の資ひとつ非常に分厚い百科事典みたいな『地震活動料は答えが出てしまっていますので、見ないよう総説』という本がありますが、それには、こう書にしてください（図３）。線上にポツポツ点が打っか れ て い ま す 。 巨 大 地 震 、 英 語 で は Greatてあるのが並んでいるのが見ていただけると思い

Earthquake と言いますが、「大体、マグニチュー

ますが、これは何でしょう。これは、ここに書い

ド 8 弱よりも大きい地震を指すようである」。マグ
ニチュードについては、後ほどご説明しますが、てありますように、30 年間に起こったマグニチュ

それだけ偉い先生が「ようである」と書いているの上に置いたものです。点の色は地震が起こったということは、これは学術用語ではなくて、多分、深さを表していて、暖かい赤い色ほど浅い地震で、メディアの用語で、厳密な定義はありません。案

青、緑みたいな冷たい色は深い地震を表していま内に書かせていただいたように、関東大震災を起す。

ード 5 以上の地震を一つ一つ点にして、世界地図

こした関東地震よりも大きい規模のものを、大体、そうすると、先ほど見ていただいた線上の配列

巨大地震と呼ぶという感じです。

というのは何を意味するかというと、結局、地震

関東大震災はマグニチュード 7.9 ですので、マが起こる場所というのは、そういう線上のあるも

グニチュード 8 弱というのは、マグニチュード 7.9のの境目であるということが、逆にこの地震の分という意味だと思いますけれども、それよりも大布から分かってきました。

きい地震のことを巨大地震と言います。

地球の表面というのは、プレートと呼ばれる岩

東日本大震災の地震の、地震そのものの正式名

盤の幾つかのピース、ジグソーパズルみたいなピ

称は、東北地方太平洋沖地震と言います。ですかースに分かれて、表面が覆われています。その境ら、東日本大震災というのは、地震の名前ではな

目がこの青い線で、まさにその境目で地震が起こいのです。地震によって起きた災害の名前です。

ると、基本的な原理はそういうことになっていま

どちらも政府機関が正式に名前を付けまして、地す。これを、われわれの分野ではプレートテクト

震の名前は気象庁が付けます。それから、震災のニクスと言います。今申し上げた地球上の巨大な

名前は、内閣が付けます。実際、持ち回りの閣議

岩盤を、プレートと言います。

で閣議決定された名前です。

英語というのは、いろいろなことをなるべく単

東日本大震災の地震はマグニチュード 9.0 です

純 に 言 い ま す 。 こ う い う Window シ ス テ ム をから、巨大地震の範ちゅうを大きく越えますのでWindows と言うくらいですので、プレートも同じ

超巨大地震、これも非常にあいまいな言葉ですけ

で、単に板という名前で呼んでいます。それに基れども、われわれ研究者も超巨大地震と呼ぶことづく構造論とうことで、Plate tectonics といっが多くなっています。

ています。
それでは、なぜ、プレートの境界で地震が起こ◇◆日本はなぜ地震国なのか？

るかということですが、実は、ご存じのとおり、プレートは動いています。プレートは二十数枚ありますが、全部が同じ方向に動いていれば何事も起こらないわけです。しかし、一つ一つが全く勝手な方向に動いていると、プレートとプレートの間で衝突が起こって、その衝突のエネルギーが地震の発生の源になるという原理です。
日本付近をクローズアップすると、こうなります（図４）。先ほどと同じ描き方をすると、プレートの境界で地震が起こるわけですから、プレートの境界がたくさんあるほど、地震はたくさん起こります。日本付近というのはこれだけたくさんの2

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ローズアップしてすごく小さい地震も含めて、あらためてプロットし直したものが、この地図です（図５）。先ほどと同じように、赤い色ほど浅い地
震で、青っぽい色ほど深い地震を表しています。
そうしてみると、やや判然としませんが、目を細めて見ていただくと、太平洋のほうから日本列島を通って、日本海に向かって、地震はだんだん深い位置で起こるようになっているというのが見ていただけると思います。こういう非常に浅いところで起こる地震というのは日本列島のどこでも起こるので、それが見づらくしていますが、こういプレートが集まっていて、その境界が集まっていう赤い浅い地震を除くと、全体的には東側から西るということです。海側には太平洋プレートとフに向かってこういうふうに、だんだん地震の起こ

ィリピン海プレートがあって、陸側は、ユーラシる場所が深くなっています。

アプレートと、オホーツクプレートあるいは、もっと大きく北米プレートと呼ばれることもありますが、その 4 つが関係しています。4 つがそれぞれ 1 対 1 で境目がこれだけたくさんあるわけですから、その境目で地震が起これば、日本付近は必然的に地震国になるという原理です。
太平洋プレートは、主に西向きに動いています。
それから、フィリピン海プレートというのは、大体、北向きに動いています。相対的に考えると、
実は、絶対運動としてはユーラシアプレートやオ
ホーツクプレートも動いているのですが、並行移動すれば何の影響もありません。陸側のプレート

それは、プレートの境目が西に向かってだんだ

が静止したものと考えると、海側のプレートはこん深くなっているということを意味しています。

ういうふうに動いているという原理です。太平洋

結局どういうことかというと、年間 8 センチ動い

プレートというのは年間 8 センチぐらい動いていている太平洋プレートが陸のプレートの下側に沈ると言われていて、8 センチというとどのくらいみ込んでいて、沈み込むことによって、同時に日かというと、大体、人間の爪が伸びる早さに相当します。

本列島を押している状況になります。現在、国土地理院という役所が、日本全国にこれだけ高性能

フィリピン海プレートというのは、それに比べの GPS 観測点を配置して 24 時間計測しています。

るとやや遅くて、年間 5 センチぐらい移動していそれによると日本列島は、これは 40 万倍誇張してます。世界の地震の約 10 パーセントは、日本付近

はいますが、太平洋プレートやフィリピン海プレで起きています。地球の表面積のうち日本の国土ートがこういうふうに押していくことによって押が占める面積というのは 1 パーセントぐらいです

し縮められているということです。ですので、プから、単純な計算で、世界の地震発生率の 10 倍ぐ

レート境界だけではなくて、日本列島の内部にもらい、日本では地震が起きています。数え方にもひずみが蓄積されていることになります（図６）。

よりますけれども、日本で 1 日 300 個ぐらい地震

それを漫画的にに描くと、こういう感じになりが起きていて、そうすると、5 分に 1 回ぐらい地ます。こちらは、太平洋のど真ん中とか大西洋の震が起きています。人間がほとんど感じないよう

ど真ん中の話なので除外して見てください（図７）。

な地震も含めると、そのくらい起きています。
先ほどの世界地図のプロットを、日本付近をク

大体、日本列島はここら辺にあって、太平洋プレートが沈み込む場所は日本海溝ですが、フィリピ
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地震を、地殻内地震と呼びます。

それぞれ特徴があります。プレート境界地震は
もちろんプレート境界で起きますが、地殻内地震
は、先ほどもご説明したように、活断層のところで起きます。発生原理では、プレート境界地震は
プレート境界の固着が一気にはがれる現象です。
これは、後で詳しく説明します。それから、地殻内地震のほうは、プレートの変形によるひずみが解放される現象です。
プレート境界地震のほうが、今の説明でご理解いただけると思いますが、プレートの運動の直接的な影響で起こる地震ですので、こちらのほうがン海溝が沈み込む場所は、南海トラフという場所

頻繁に起こります。大体、数十年から数百年に一です。そういう海溝的なところから、太平洋プレ度くらい起きますが、それに比べると地殻内地震

ートやフィリピン海プレートは陸のプレートの下は、プレート境界のひずみが陸に伝わって、それに沈み込んでいます。その境目で衝突したりすれがまた、ある限界に達すると地震が起こるという違ったり、あるいはギューギュー押し込められた

間接的な影響ですので、もう少し頻度は、ワンオ

りしてひずみがたまってプレート境界の巨大地震

ーダーかツーオーダーぐらいまれにしか起きず、につながりますが、それだけではなくて、この前数千年から数万年に 1 回です。ひとつの活断層にのスライドで見ていただいたように、陸の内部にもひずみを蓄積させて、内陸の地震を起こします。

注目すると、その程度しか起きません。ただし、日本列島には活断層がいっぱいあるので、結局、活断層という言葉を聞かれたことがあると思い

大体 2、3 年に 1 回ぐらい大きな地殻内地震は起きています。

ますが、内陸部分の陸地の弱い面を活断層といいます。弱いので、そこに必然的にひずみがたまっ

規模ももちろん直接的な影響のプレート境界地ていって、そのひずみが強度の限界に達すると内震のほうが大きくなってマグニチュード 8 から 9陸の地震が起きるというのが、内陸の地震の起きということになりますが、地殻内地震のほうは、方です。そういう活断層に伴う地震というのは、マグニチュード 7 から 8 程度。最大の地殻内地震

今申し上げた 2 番目のメカニズムになります。では、明治年間に起きた濃尾地震です。それは、マ

すので、日本付近の地震を大別すると、プレート

グニチュード 8.0 と言われています。

境界の地震と、地殻内の地震の２つがあるわけで起きる場所と被害の特徴としては、プレート境す（図８）。地殻というのは陸地の一番浅い、とい

界地震の場合は海で起きますから津波が発生しまっても 20 キロから 30 キロぐらいありますが、その部分を地殻と呼びます。その地殻の中で起こるす。地殻内地震の場合は、規模はそれほど大きくないですが、陸地で起きますから、当然、都市直4

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ばいけなかったということです。

下で起こるという可能性もありますので、都市直下で起きた場合、阪神大震災のように大変な被害になるという特徴があります。過去の例では、こ◇◆地震と断層の深い関係のような例があります（図８）。

既に活断層という言葉が出てきてしまっていま

規模のところで既にお分かりいただいたと思いすが、地震のおおもととして、地震と断層の深いますが、超巨大地震は、プレート境界地震です。

関係をご説明します。阪神淡路大震災のとき、淡世界でマグニチュード 9 以上の地震というのは、それほどたくさん起こっているわけではありませ

路島側にこういう断層が現れました（図１０）。そん。大体、近代的な観測が第二次世界大戦以降で線上に、上下方向にずれているというのが見ていすが、その間で起こった超巨大地震は、これだけただけると思います。よく見ていただくと横方向です（図９）。世界中で見ても、5 つしかありませに、これはもともと一本につながったあぜ道ですん。その中でもマグニチュードが最大のものは、が、これだけずれています。メートル単位でずれ

1960 年のチリ地震です。どれほど巨大だったかとている現象が起きます。こういうのを断層と言いいうと、その津波が三陸まで到達して、かなりのます。

れを空中写真で見るとこういうふうになります。

被害を出しました。

同じく、先ほど申し上げた最大の地殻内地震の濃尾地震のときも、こういう段差と、これはだいぶ遠方から撮っているので横のずれはいまひとつ
はっきりしませんけれども、やっぱり、これと同じようです。規模は、こっちのほうがずっと大きいです。2、3 メートルはあるような感じですけれども、そういうものが出現しました。

その次が、アラスカの地震です。一番古いのはカムチャッカの地震です。それからしばらくずっとなくて、2004 年にスマトラ島沖地震が起きて、今回の 3.11 の地震ということになります。
実は、地震の科学者としての私の反省は、2004
年のこの地震が起きたとき、私に限らないと思いますが、3.11 がもしかしたらあるという心配をし

ちなみに、これは最近撮った写真ですが、実は、なければいけなかったということです。それまで

こういう崖地形というのはこれなのです。こういは全く起きていませんでしたから、こういう南米

うのは、例えば山のほうに行ったりするとよく見とか北米、それからアラスカ、カムチャッカみた

掛けると思いますが、そういう地形というのは全いな所と日本付近は別なものであるというふうにて、原因があります。そもそも日本列島というの考えられていました。これについては、後で詳しは、要するに、地震で作られたようなものです。

くご説明します。

プレートの運動はもちろんおおもとですけれども、

ところが、2004 年以前まではスマトラ、インド

それによってどんどん隆起して高い山岳地形がで

ネシアの沈み込み帯に対しては日本と同じようにきて、そこで地震が起きると、盆地ができたり平考えられていたのに、これが起きたわけです。で地ができたりというシステムです。そういう国土

すから、後から考えれば残念ですが、それをもって、日本ももしかしたらというふうに考えなけれの成り立ちになっている。ですから平地は基本的に地震の危険性が十分にあるということを最後に
5

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詳しく申し上げますが、そういうことを念頭に置
いて生活していただくというのが非常に重要です。
典型的な例でいくと、中国自動車道という高速道路がありますが、あれは結構山の中を走っています。それなりに平地を選んで走っているわけですが、結果として中国自動車道はほとんどが非常によく知られた活断層に沿って走っています。

でした」とか言われます。
内陸の地殻内地震はそれでよく分かったけれど
プレート境界地震はどうかというと、要するに、プレート境界が巨大な断層になっているということです（図１２）。基本原理は同じです。地震のおおもとは断層ですが、プレート境界地震は、プレート境界そのものの一部、非常に巨大な部分が地震を起こします。だから規模も巨大になって巨大地震や超巨大地震になるということになります。

断層にもいろいろな種類があります（図１１）。
日本で多いのはこの逆断層のタイプです。それはどうしてかというと、最初に説明したように、太平洋プレートがギューギュー押していて、それに対して陸のプレートは抵抗するような、基本的にはそういう力学関係にあります。それに基づけば、こういう弱い面が断層面ですが、そういう面があると、必然的にこういう動きをします。これを逆断層と呼びます。どうして逆断層というかというと、こちら側の岩盤が斜めにあれば、どうしても上側に進むわけです。上側に行くのは重力に反していますから、逆断層と呼びます。逆に引っ張る力が働けば、これも必然的に下向きに動くので、これは重力と同じ方向に動くので、正断層と呼ばご希望があったので、このスライドを入れてみました（図１３）。地震という言葉には 2 つの意味れます。
それから、縦方向に割れ目が入っているだけでがあります。われわれ科学者は、地震というと今はなくて、こういうふうに横方向に割れ目があるご説明した地震のおおもとのことを地震と呼びま場合もあって、両側にずれ動くような力が働くと、す。ところが、文字どおりこれを読めば地面が震

横ずれ断層というのが起きます。先ほども見ていえるということですから、地震のおおもとから出ただいたように、ほとんどの断層は、これとこれてきた揺れのことも地震と呼ぶ場合があります。

の組み合わせですね。ですから、こういうふうにそうすると非常に混乱するので、ここに書いてい片方の岩盤が上にのし上がる運動と、横にずれ動

ますが、われわれは、揺れるほうは地震動と言いくものと、その組み合わせになっています。ですます。ですので、この後詳しくご説明しますが、が、気象庁の発表でも最近は時々ありますけれど

マグニチュードというのは地震のおおもとのほう

も、どっちがメインかということで、「逆断層タイプの地震でした」とか、「横ずれ断層タイプの地震の規模を表すもので、震度というのは地震動のほうの揺れの大きさを示す指標です。
6

日立財団 環境サイエンスカフェ講演録ですから、各地が揺れるわけですから、震度とます。マグニチュード 8 とマグニチュード 9 の地いうのは、ひとつの地震でたくさんありますけれ

震は、それほど違います。ですから、巨大地震とども、マグニチュードは、ひとつの地震ならひと

超巨大地震というのは、質的にまったく違うもの

つしかないということです。結構、混同されます。

です。

うわさ話みたいなことで、マグニチュード 6 の地

後で出てきますが、物理学的に厳密に計算した震がどこか遠い所で起こるらしいといううわさがマグニチュードのことを、モーメントマグニチュ

伝わったときに、それが自分の所で震度 6 の揺れ、
つまり地震動がそろそろ来るそうだという誤解が、ードと呼びます。それ以外にもマグニチュードの割合、頻繁に起こります。最近でも、ネットのうとの地震のマグニチュードを推定するという方法

わさ情報のケースがありますけれども、地震動ののほうが、実は、数十年前までは主流でした。そほうは、震源に近ければ小さい地震でも大きな地

ういう場合もありますので、特にこういうふうに震動になりますけれども、震源がものすごく大き厳密に定義されたマグニチュードを言うときには、くても、距離がすごく離れていれば、全然、大しモーメントマグニチュードと呼ぶことがあります。

たことがないというのがご理解いただけると思い

これは、最近起こった地殻内地震では一番大き

測り方はいろいろあって、地震の揺れからおおもい 2008 年の岩手・宮城内陸地震です（図１５）。

ます。

マグニチュードの詳しい話をします（図１４）。

地図上にこの地震の震源域、要するに、先ほど説

地震のエネルギーというのは、結局、地震が起こ

明した断層の面積です、滑った断層の面積をプロ

す断層の面積掛ける岩盤が滑る量掛ける物性値でットすると、こういうふうになります。岩手県か表されます。この物性値とは断層の面の滑りにくら宮城県なので、土地勘がないと思いますので首さのようなものです。滑りにくいと、それを滑らせるためにはものすごく力が要りますから、結果

都圏で言うと、こういうことになります。この地
震、たかだかマグニチュード 7 ですけれども、断的には起こる地震の規模も大きくなります。そう

層面積は千葉県の松戸から神奈川県の横浜までカいうことで、基本的には、地震のエネルギーといバーするくらいの大きさがあります。

うのはこの掛け算で表されていて、それの対数、

最近では、マグニチュード 8 というのでは、今のlog をとったものがマグニチュードです。

地震と同じ年に四川地震というのが起きました。

対数って何と思われる方も多いと思いますが、四川地震は、この大きさです（図１６）。これが、高校で、皆さん、絶対に習っています。例えば、今ご説明した岩手・宮城内陸地震で、これが阪神

1,000 というのは 10 の 3 乗です。ですから、1,000

大震災の地震ですが、マグニチュードが 1 違うと、の対数というのは 3 です。100 の対数は、10 の 2

これだけ面積の違いが出ます。日本に持ってくる乗だから、2 です。ですから 2 と 3 は、実は 10 倍と、四川地震の断層面積がこのくらいになります

違うわけです。マグニチュードも似たようなこと

（図１７）
。

で、係数が掛かるので 10 倍ではないのですが、マ
グニチュードが 1 違うと、エネルギーが 30 倍違い
7日立財団 環境サイエンスカフェ講演録

大体、長さ 100 キロぐらいで滑り量が 5 メートル
ぐらいです。マグニチュード 7 ですと、長さ 30 キロぐらいで滑り量が 1.5 メートルほど、マグニチ
ュード 6 だと、10 キロぐらいで 50 センチぐらいという感じです。マグニチュードが 1 違うと、断層面積が、大体、10 倍になります。滑る量は、3倍くらいになります。両者の掛け算が地震のエネ
ルギーですから、単純な計算で、地震のエネルギ
ーとしては 30 倍の違いになるという先ほどご説明した数字になります。

どうして四川地震というのはこれよりもずっと
こういうふうに、地震の規模が大きくなると断長くなったかというと、地殻内地震というのは、層面積も大きくなります。実は、岩盤の滑り量も幅に制限があります。地殻の厚さというのは最大大きくなります。こういうのを、われわれの言葉でも 30 キロぐらいしかないですから、断層面積をではスケーリング則と言います。マグニチュード

稼ぐためには、長さをどんどん長くしなければなに比例して、いろいろな計測量が大きくなってい
くということを表しています。

らないということで、内陸の巨大地震は、非常に長い断層になります。ですから、こういうことです。こちらのほうがマグニチュードとしては大きいのですけれども、東日本大震災の地震というのは、こういう断層でした（図１９）。
◇◆東日本大震災の超巨大地震

この図（図１８）はプレート境界地震のスケー
リング則を示しています。先ほどの四川地震は地殻内地震だったので特別で、長さが非常に長くなってしまいますが、プレート境界地震だと、このくらいになります。マグニチュード 8 クラスだと、
8

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それでは、具体的に東日本大震災の超巨大地震から、バックスリップという言い方はけしからんのことをご説明いたします（図２０）。われわれがという専門家もいて、正しい専門用語としては、考える大きな特徴としては、こういうものがあり

すべり欠損と言います。何かわけの分からない言ます。１．は既にご説明しましたが、次に津波の葉ですが、要するに、滑ることがない状態である

被害が甚大だったというのがあります。それに比という意味合いです。

べると、揺れによる被害は、ないとは決して言えないですけれども、津波に比べれば限定的だったと言えます。それから 4 番目として、本震後の活
発な地震活動があります。
５．は、実は社会にとっては一番重要なところですが、事前に発生が予見されていませんでした。
先ほども申し上げましたけれども、地震学上の想定外だったということです。それで、最も基本的な原理はご説明しましたが、プレート境界地震をもう少し詳しく説明すると、こういう図になります（図２１）。前のほうで固着という言葉が出てき
地震時に陸側の岩盤が海側に突入していけば、ましたが、それをご説明したいと思います。

海の水というのはそれに伴って押し上げられて、いったん上がって、それが重力で下がって広がっていく結果が津波ということになります（図２２）。
また、ほとんどの大地震は発生の直後から、震源域やその周辺がゆっくりすべる現象が起こり、それを余効すべりと言いますが、そういうことが今回の地震だと 10 年くらい続く可能性があります。
それが続いた後、最初の定常的な状態に戻るという、これはプレート境界地震の、地震のサイクルと呼ばれるものです。
このビデオ映像を見てください。津波はこのよ
実は、海のプレートと陸のプレートは、普段はうに大変なもので、直後に朝日新聞の飛行機でわ

くっついています。くっついているので、一緒にれわれの同僚が写真を撮ってきましたけれども、引きずり込まれるわけです。引きずり込まれるか
らこそ、ひずみがたまります。そのくっつくこと「早く、早く、逃げろ」と消防団の方が言っていたのは、この陸前高田ですね。人が住めるようなを、固着と言います。また、この引きずり込まれ所は、全部、津波です。

のことを、バックスリップと言います。どうして

実は、ここまでなら明治三陸地震のときにも、

バックスリップと言うかというのは、たまったひほぼ、同じようなことが起きたんです。女川もそずみがくっつきの強度の限界に達すると地震が起うです。それが、石巻や仙台空港、仙台市の海側

こるわけですが、限界に達して固着がはがれれば、のほうとか、福島県まであれだけの規模の津波が当然、陸側のプレートは元に戻ろうとします。そ来たというのは、多分、史上初めてだと思います。

うすると、地震時の岩盤の動きというのは、海に古文書にある、貞観の地震というのは聞かれたこ

向かって動きます。それに比べると、普段は陸にとがあると思いますが、その津波よりも大きい。

向かって引きずり込まれている。ですので、引き特に南側にかつてない、大きな津波が来ました。

ずり込まれの方向が。本震時のスリップの反対方

それから、地面が沈降するわけです（図２３）。

向というので、バックスリップと呼ばれます。ですが、実はくっついていて滑っていないわけです

その原理はなかなか難しいのですが、こう動いた
とき、こういうふうに岩盤が動くと、こっち側は9

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質量を失われてしまうわけです。その部分が沈降いるという感じです。少し厳密な話をすると、震するという、そういう現象が起きます。最大 120

源域という先ほど赤い四角で見ていただいたよう

センチという沈降が起きて、いまだに海岸付近のな中で起こるものを余震と言います（図２５）。し道路が海の下という所もあります。それに比べると、揺れはこういう感じです。

確かに、ビデオ映像を見ていただくと大変な揺れだというのは分かると思いますが、それでも、
阪神大震災のようにビルが倒壊するとか、そうい
うわけではなかったのです。ですので、津波に比べると、揺れはそれほどでもないという特徴があります。専門的になりますけれども、これは、揺れの強さを震度ではなくて加速度という指標で表したものです（図２４）。それが縦軸で、震源からの距離を横軸にして、グラフに点を打っていったのです。そうすると、白丸が今回の地震で、赤の逆三角が 2003 年の十勝沖地震のときで、見ていたかも、基本的には逆断層とか正断層という地震のだくと、両者はほぼ重なります。ということは、

タイプが、本震と同じようなものを余震と言うべ

揺れにすると、マグニチュード 0.7 ぐらい小さい

きなのですが、それ以外のものは誘発地震で、特地震とほぼ同じだったということになります。

に長野県とか静岡の富士宮とか、非常に遠くでかなり大きめの地震が起きましたが、それは明らかに誘発地震です(図２６)。割合近い所では、気象庁もある意味いちいち決められないので、その領域に起こったら全て余震というふうに発表されています。
こういう状況ですが、今後どうなるのか（図２７）。先ほ どの、世界で 5 例しかないといううちのひとつのスマトラ島沖地震では、5 年半後にマグニチュード 7.5 の余震が起きましたから、今回の場合も、それが起こらないということを保証することはできないです。日本の例で言えば、安政のそれから、余震や誘発地震がたくさん起きてい東海地震のときは、11 カ月後にマグニチュード 7ます。たくさん起きてわれわれ自身も驚いてはいますが、マグニチュード 9 なら当たり前に起きてクラス、それから、大正の関東大震災の地震のときには、4 カ月後にマグニチュード 7.3、明治三陸
10日立財団 環境サイエンスカフェ講演録基になっています。
東北日本の海をこういうふうに区域で分けます（図２９）。三陸沖北部、三陸沖中部、宮城県沖、三陸沖南部海溝寄り、福島県沖、茨城県沖、房総沖、それからここです。三陸沖北部から房総沖の海溝寄り。この 8 つの区域で、基本的に、それぞれ独立に地震を起こすと、ずっと考えられていました。

地震ですと、2 カ月半後に陸羽地震という誘発地
震が起きています。ですから、マグニチュード 7や 8 クラスだと、1 年か 2 年という感じですが、超巨大地震になると何とも言えなくて、非常によく分かっている例から言えば、少なくとも数年以上は続くと考えざるを得ないです。
最後の特徴として、事前に発生が予見されていなかったという点です（図２８）。2 時間後の気象庁の記者会見で、当時の横山博文地震津波監視課

それが日本海溝付近の地震の起こり方の特徴で長が、「三陸沖でこれほどの地震が起こるとは想定あると、アスペリティ・モデルの中では言われてしていなかった」と。同じく、政府の地震調査委いました。それに比べると南米では、いくつかの員会の当時の委員長の阿部先生が、「4 つの想定域区域が連動してマグニチュード 9 の地震を起こすが連動するとは想定できなかった。地震研究の限という地域特性があるというふうに考えられてい界だった」とおっしゃって、新聞に載っておりまます。だから、日本はそういう地域特性がないかす。これらは、起きるか起きないかという問題、

らマグニチュード 9 の地震は起きないと考えられおよび起きたものの規模のことをおっしゃっていていたと言い換えることができると思います。

ます。特に下のほうを詳しく説明しますと、3.11

ひとつ例外があって、宮城県沖、1978 年にマグの前はどういうふうに考えられていたかです。基ニチュード 7.5 の地震が起きましたが、そこと、本的な考え方ですが、以前、私どもの研究所にいその隣の三陸沖南部海溝寄りというのは、ここだらして、その後、アメリカのカリフォルニア工科大学に移られた非常に著明な金森先生という方がけは連動すると考えられていました。実は、三陸沖南部海溝寄りでマグニチュード 7.3 の、今回の提唱された、アスペリティ・モデルというのが地震の前震が 2 日前の 3 月 9 日に起きます。ここは連動する可能性があると考えられていたので、3月 9 日にここの地震が起きたということを見て東北大学の先生は、「これが起きたので、連動するよ
うなこの規模の地震は起きません」とインタビュ
ーで答えていて、新聞で大きく取り上げられていました。
確かにそれは起きなかったのですが、起きたのはもっと大変なことであって、阿部委員長が言っていたように、結局、いくつの区域が連動したかというと、5 つとその外側の三陸沖北部から房総沖の海溝寄りですから、結局、6 区域が連動して、
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結果として、マグニチュード 9.0 になったという本列島の陸地が、基本的に、西に移動しています。

ことです。

それが、この斜めの線になっています（図３１）。

連動が分からなくても、本当にわずかな可能性

その中に、所々こういうふうに、ここに星印で表としてそういうことが起こると考えて、6 区域連したような地震、今回の地震ほどの大きさではな

動したらどのくらいの規模になるかと計算すると、いけれども、ある部分がバックスリップと反対のマグニチュード 8.3 にしかならないです。それは、フォワードの方向の滑りを起こすので、その分、前のほうで説明したスケーリング則が働いてしま
うからです。区域ごとひとつひとつで起こると、東向きに少し戻ります。そういうことが、この付近の地震のサイクルの日常的なことです。

滑り量としては区域の大きさに比例した滑りしかしません。ですから、6 個個別のものを足し合わ
せても、超巨大地震にはなりません。
本当に同時に起きてしまうとスケーリング則が働いて、面積に比例したような非常に大きな滑り、
今回は 30 メートルから 40 メートル岩盤が滑ったと言われていますが、そのくらいになってしまったために、マグニチュード 9 という規模になったということです。ですから、地震の発生の様式と地震の規模を、想定できていなかったということになります。
だから、それを見ているんだなと思っていたら、よく見ると 2002 年ぐらいから、この西向きの斜め◇◆沈み込み帯で何が起こっているのかの線の傾きが少し変わっています。こういうマグ
ニチュード 7 の地震があると分かりづらいので、それを除いて 2002 年より前の部分を差し引くと、こういう図になります。これが何を表しているかというと、基本的には、バックスリップによる地殻変動に変化がない定常的なものならば、これは全部平らな直線にならなければいけないけれども、2002 年ぐらいから、それが変化しています。それも、かなり定常的に変化しているというのが見ていただけると思います。
少し、サイエンスの話をします。今年の 1 月 6日にこういう論文が出て、何社かに取り上げていただきました（図３０）。これでどういうことが分かったかというと、最初のお話で、非常に稠密な
GPS 観測網があるというご説明をしましたが、それを使うと、例えば東北地方で毎日地殻の中でどういう変化が起こっているかを見ることができます。地殻の変動となるので地殻変動と言います。
そうすると、ここの 4 つの四角の観測点、それよ
りもたくさんありますけれども、一番典型的に現北側の観測点は全体的に西側に動いていますし、南側の観測点は、東側に動いています。そういうれた 4 つの観測点を見ると、先ほどご説明したバックスリップ、あるいはすべり欠損によって、日12日立財団 環境サイエンスカフェ講演録

みが解消されたことになります。

データをたくさん集めると、この矢印がそのデー
タですが、そういう特殊な地殻変動を起こす震源ですから、スロースリップ自身の震源域においを逆解析して、どういう震源があるとこういうこては、本震を抑制するような効果があります。一とが起こるのかというふうに計算してみたものが方、岩盤が東向きに進みますので、その岩盤の前

この赤いものと紫色のものです(図３２)。この背にある部分、つまり本震のメインの震源域に対し景にあるものが、3.11 の本震の震源です。見ていては岩盤を押し付けるので、むしろひずみを増加

ただくと、南側の観測点の地殻変動は本震のときと同じ向きですよね。本震のときは固着がはがれさせるような影響を及ぼします。ですから、この詳しい計算をしてみると、この 9 年間のスロー地て、海に向かって東に岩盤が滑ります。それと同震が起こることによって 3.11 の地震というのは、

じ方向に向いていますから、この付近に逆断層が

約 1 年間、発生が早まったという計算ができます。

あるというふうに求めることができます。

逆に北側のものは 3.11 の震源域のメインの部分

同じように北側は、今度は西向きに動いていま

で青い領域しかありませんので、これは、ほとん

すから、先ほどの定義で言えば、逆断層と反対のど影響を与えなかったという結果になります。

正断層がこの部分にあると求められます。これはどうして、こういうスロースリップが起こるか。

9 年間の地殻変動に基づいて求めた震源です。地

実は、東北日本では、これは初めて発見されたも震はほぼ瞬間的に起こり、長くても 2、3 分です。

のです。西南日本では、たくさん発見されていま

3.11 の地震が最大で 3、4 分くらい続きましたが、す。だから、日本海溝沿というのはスロースリッ

普通の地震は瞬間ですよね。阪神大震災の地震はプを起こさない地域だとも言われていましたが、

15 秒間でしたけれども、それに比べると 9 年間の

今回、初めて発見されました。地震というのは岩ような大変長い期間すべっていた地震のことを、盤同士の摩擦現象であるということをこまごまとわれわれはゆっくり滑り、スロースリップあるい

ご説明しましたが、それに対して、ある程度コンはスロー地震といっています。ゆっくり地震といピューターシミュレーションができます。プレー

うのは、こういうことです。

ト境界の摩擦特性に関して岩石実験等からいろいろなパラメーターを得て、それに基づいてコンピューターシミュレーションをすると、こういうことができます（図３４）。これ が 100 年です。ですから、ここからここまでが 700 年ぐらいです。それは何を意味するかというと、貞観の地震というのはここです。六百八十何年ですね。その途中で、もう 1 回起きています。これは、あまり詳しく、
よく分かっていないですけれども、慶長の地震とか、そういうのが関係しているとも言われていますが、いずれにしろそこでもう一遍起きています。

本震が起こる前の 9 年間に、このスロースリッ
プが本震に対してどういう影響を与えたかという計算をしたのが次のスライドです（図３３）。計算が非常に複雑なので詳細は省きますが、赤い所が、
例えば南側のスロースリップが、本震を起きやす
くする影響を与えた部分で、青い所は、本震が起きにくくする影響を与えた部分です。先ほど申し上げたように、この南側のスロースリップは本震と同じメカニズムで起こっていますから、その部
分で、同じような地震が起これば、その分、ひず
13日立財団 環境サイエンスカフェ講演録

ーサイクルというものがあると、つまり超巨大地

ここが、今回の地震です。
すべり欠損で徐々にこういうふうにひずみがた

震が起こる部分では、そういう現象が起こるといまって、あるときストンと落ちるという状態を、うことが定説となりつつあります（図３５）。ここ図面として描いたものです。そうすると、貞観地にいろいろ書いているうち、SSE というのは、ス

震というのは 1400 年ぐらい前ですから、半分で割

ロースリップイベントです。それから、アフターって、大体 2 回サイクルがあると言われています

スリップというのは、前のほうでご説明しましたから、
この 1 回のサイクルは 700 年ということを、
このコンピューターシミュレーションで再現でき

余効変動の滑りです。そういういろいろな地殻変動の現象が全体として、内側のひとつの地震サイます。それから、途中でマグニチュード 7 クラス

クルと外側のスーパーサイクル、そういう地震のの地震が複数起こっていることも、同じく繰り返サイクルを形成しているというのが最近の考え方

しとして再現できます。普段はこれしかわれわれです。大体、科学の話は以上です。

は経験することができませんから、これを通常は地震のサイクルといっています。でも、このサイクルの外側に、もうひとつこういう、大体、600
年から 700 年ぐらいの超巨大地震の繰り返しがあるとコンピューターシミュレーションで再現できましたし、実際に起こったことも、多分、そうだ
ろうと言われています。
それとは別に、プレート境界の深い部分に非常に特別な摩擦特性を与えると、すべり欠損の増加の途中で増加が一時止まって、なだらかになる部分が計算できます。これがスロースリップに相当
していて、それも、やはり、ある程度の繰り返し

最後の部分は非常に最近の話で全くホットですを起こしています。この計算例では、超巨大地震

けれども、震災の年の 6 月に「超巨大地震に迫るの直前にスロースリップが起きていて、それが先－日本列島で何が起きているのか」という本を出ほど私どもが観測したスロースリップであろうとしました（図３６）。科学的な部分は、私が書きまいうことを再現しています。

した。メインの部分は、当時の部下の、今は慶應義塾大学に行った大木聖子さんが書きました。おおよそのことは書いてありますので、もしご興味があれば読んでいただけたらと思います。
◇◆近くで起きた場合（直下型の強震動）

このようにスロースリップ自体も繰り返します
し、同じくマグニチュード 7 クラスの地震も繰り返すので、それは、それぞれサイクルなわけです。
小さなサイクルと、その外側に、もうひとつの非常に大きいサイクルがあります。これは、実際に最近の学術用語として使われていますが、スーパ

最後に、少しお役に立つようなお話をして終わ14日立財団 環境サイエンスカフェ講演録

りたいと思います。地震が起こるとどうなるかとつい面倒だから 1 階に寝てしまうということがあいうことを、想像することは非常に重要だと思いりますが、それは、絶対に避けるべきです。

ます。想像できるからこそ対策が立てられますし、
避難のことも計画していただけると思います。

首都直下地震の震度予測というのがあります（図３９）。これは、東京都の防災会議が出したも近くで起こるとどうなるでしょう。こちらは、のです。どんな地震でも決め打ちで想定するのは阪神大震災のときのコンビニの防犯ビデオです。

非常に危険だということを分かっていただきたく

こちらが、NHK 神戸支局になります（図３８）。NHKて、これから数枚のスライドを用意しました。

の支局というのは、地震に備えて常時防犯ビデオと同じように、ビデオコーダが回っているそうで東京都もいろいろなものを考えて、いろいろなものに対して揺れの想定をしています。小さくてす。ここに宿直の方が寝ていらしたのですが、全見えないですが、赤い色が震度 7 で、黄色っぽい

然、起き上がれないくらい揺れて、家具もいっぱのが震度 6 強か 6 弱かと、そういう所です。だか

い倒れてきたけれど、なんとかけがもなくいられら、地震の起こる場所によって、揺れ方は全然違たということです。

います。もし、起こるべき地震がこれで全てを尽

次は、兵庫県三木市という所に、実大の建物をくしているとすれば、例えば、ここら辺が練馬区

揺らすことができる実大 3 次元振動台というのがです。見ていただくと、黄色い所しかないです。

ありますが、それの映像です。これは、阪神大震

基本的には 6 弱にしかならないのですが、政府の災に対する実験です。明石市にあったので生き残

中央防災会議が別の想定をしていて、それだと 6ったのですけれども、生き残ったいわゆる文化住

強や、7 がかかっている部分もあります（図４０）。

宅、建て売り住宅 2 軒を振動台の上に持ってきて、神戸と同じ強さで揺らしたという実験です。ここに書いてありますが、耐震補強をしたものは、なんとか生き残った。そうではない家は、神戸市内と同じようにやられてしまっていますので、ぜひ、耐震補強を検討いただきたいと思います。耐震補強はやはり 200～300 万くらい掛かりますから、もしそれはできないとなったら、B のほうを見ていただくと分かるように、壊れるのは必ず１階です。
どうしてかというと、日本の木造家屋というのは、１階と 2 階の柱の太さが同じです。でも、1 階のほうは 2 階の重量が余計にかかりますから、壊れですから被害想定というのは、地震をどこに想定る柱は、必ず 1 階のほうです。ですから、耐震補するかで全然、結果が変わりますから、ひとつの強しないで寝られるときは、必ず 2 階に寝ていただきたい。お年寄りとか不自由がある方は、つい想定だけ、極端に注目して見ることは危険なことです。
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日立財団 環境サイエンスカフェ講演録

基本的には、こう考えていただく必要があります。マグニチュード 7 程度の地震なら、首都圏中、どこでも起こります。その直上では、この場合にありますように、震度 7 や震度 6 強が起きます。
住んではいけないということは決してないですけ
れども、そういうことも起こりうるということを念頭に置いて家を建てていただくということは、非常に大事です。備えるというのは、結局、そういうことです。東京消防庁が、実際に起きてしまったらどうしたらいいかということに関してこういうパンフレットを出していますので、ぜひ、注をまとめたものです。それでも、倒壊にはなかな

目してください（図４１）。

か至らない。それよりも、むしろ心配しなければいけないのは室内の状況だと、今は言われています。先ほどと同じ実大 3 次元振動台の実験です。
これは、ぜひ見てください。長いので、途中でやめます。留めていない家具、特にキャスター付きのものは、走る凶器です。これは、家庭の台所の状況です。また、こちらは病院の場合はどうなるかの実験です。
直下地震と同じように、東京消防庁でこういった場合の対策のハンドブックというのを出されています（図４３）。ダウンロードできますので、ぜひ、参照していただけたらと思います。すみません、ちょうど時間だと思いますので、申し訳あり◇◆遠くで起きた場合（長周期地震動）ません。大変長くなってしましましたが、以上で今度は、遠くで起きた場合です。東日本大震災

す。

の際の長周期地震動をまとめた、このビデオ映像
をみてください。大きい地震ほど、それから遠いほど、それから平野の中ほど、この長周期地震動というのが起きます（図４２）。長周期というのは、揺れが行って帰ってくる時間を周期と言いますが、それが長いですから、非常にゆったり揺れる揺れということになります。ゆったりした揺れに対しては、大きい建物、あるいは橋とか石油タンクとかですね、大規模な構造物ほど、共振しやすい。
だから、普通の木造家屋はあんまり心配する必要はないですが、今見ていただいたような高層ビル、あるいはタワーマンションですね。今、とても人気があると聞いていますけれども、そういうもの
が長周期地震動を、遠くの地震であっても注意す◇◆質疑応答る必要があります。どういうことが起こるか見て

会場：貴重な話を、ありがとうございました。

みましょう。

伺いたいのですが、先ほどモーメントマグニチュ

これのビデオ映像は長周期地震動が及ぼす影響

ードの話が出てきたと思います。その辺の計算の仕方のイメージが湧かないので、教えていただけ
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日立財団 環境サイエンスカフェ講演録

上で、そこで地震が起こるという考え方で、まっるとありがたいです。

さらな所で地震を起こすというのは、大変なエネ纐纈さん：断層面は、仮定して幾つか試行錯誤的

ルギーが必要です。でも、やっぱり活断層にも最に行うか、あるいは、速報の場合は、初動方向と初にあるのだから、最初はどうなのと言われるというので、大体、地震のメカニズムが分かります。

永遠の謎、われわれも分からない。

各地の初動方向を地図上にプロットすると、こことここがこうになっているから、こういう断層面だというのが、大体、分かります。それから、震会場：ニュースか何かで、東北沖の海溝近くから源の場所は、それも、速報ですぐに出せます。

うことと、それを使うと非常にリアルタイムの、千葉沖まで、海底の地震計を設置しつつあるといその 2 つを踏まえた上で、振り切れていない地

例えば、本震の 30 分前とか 10 分か分からないで震の波形に対して、例えば、その場所で 1 メート

すけれども、そういったものをマイクロクラッシ

ル滑ったときに、ある観測点の揺れはこのくらいュの状態をキャッチできて、それをシグナルとしになるという計算を、あらかじめしておきます。

て予報みたいに使える可能性がある。それの運用

それを基に、逆算していくわけです。こういう揺とかいうのは、今、どうなっているのでしょうか。

れだったから、おおもとは 1 メートルだろうと。

それから、南海トラフに対する設置の情報とかを、それに対して 2 倍くらい揺れていたら、おおもともしご存じでしたら教えていただきたいのですが。

は 2 メートルだろうというような計算をします。
実際はけっこう大変な計算なので、丁寧にやった纐纈さん：それこそ、沖縄ではないですけれども、ら 2 日、3 日はかかってしまいます。最近はその粛々と進んでいるという感じです。ものすごくお後、いろいろ反省があって、けっこう早くする工金が掛かる話ですから、早々、急激にはいかない

夫がされています。

ですけれども、進んでいる段階です。
予報には使えないと思います。そういう前兆現

会場：以前は 2 時間後、2 回か 3 回あって、最後象に関する物理学は、今のところ確立できていまに 2 日後ぐらいだったと思うんですけれども、今せん。一番期待していることは、津波を沖合で捉だと、今おっしゃったように、かなり速報としてえて、事前に、陸地ではこのくらいの大きさにな数分とかのオーダーで出るようなレベルに改善さりそうだと分かる、つまり津波警報として利用すれていると思ってよろしいですか。

るということが、一番、期待されています。

纐纈さん：はい。

会場：まだ、予知には使えないということですか。
分かりました。ありがとうございました。

ただ、振り切れていない記録が必要なので、振以上り切れていない遠くの観測点、あるいは強震計という特別な機械で観測するようなシステムを、今
現在、作りつつあります。

※講演内で紹介されている映像（動画）について、講演録では省略しています。

会場：地殻内地震というのは活断層で起きるというお話しでした。活断層が最初にできるときというタイミングもあるのですか。何でもない所が割れて、活断層になるというのは？
纐纈さん：鋭い質問ですね。それは、永遠の謎です。まっさらな所に地震を起こすというのは大変なエネルギーが必要ですから、基本的には、地殻の中にいろいろな弱面があって、大昔、少なくとも 1 回か 2 回くらいは地震を起こした所があった
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