神奈川県温泉地学研究所観測だより，第 62 号，2012．

地学の豆知識第 3 回〜津波〜

行竹洋平（神奈川県温泉地学研究所）

はじめに
2011 年 3 月 11 日 14 時 46 分、三陸沖を震源として国内観測史上最た。これは、地震の直後に、太平洋のプレート）が陸側のプレートの下沿岸を中心に襲った巨大な津波によに年間約８cm の速さで沈み込んでるものです。

います。図１(a) のようにプレート大のマグニチュード 9.0 の地震、東

今回は、東北地方太平洋沖地震に境界で巨大地震が発生する場所で北地方太平洋沖地震が発生しましよる甚大な被害の原因となった津波は、海側のプレートと陸側のプレーた。この地震は、東日本沖で沈み込について焦点を当て、その発生メカトとの間が引っかかっている（固着む太平洋プレートと本州弧側（陸ニズム、どうして津波の破壊力は大している）と考えられています。固側）のプレートとの境界で起こった

きいのか、神奈川県は過去にどのよ着している領域では沈み込む海側のプレート境界型の地震で、地震にうな津波被害にあったのかなどにつプレートにつきあわされて、陸側のよって破壊された断層の領域（震源いて説明します。

プレートも一緒に引き込まれ、その域）は三陸沖から茨城県沖まで長さ約 450km にもおよびました。

結果プレートの境界にどんどん歪が津波の発生原因蓄積されていきます。この状態が、この地震により東日本の太平洋沿津波が発生する原因は、海底（あ数百年から数千年間続きます。やが岸地域を中心に甚大な被害が発生

るいは海面）に急激な上下変動が生て、プレート境界が耐えきれなくなし、2011 年 12 月 27 日 時 点 で のじることです。海底に急激な上下変ると、それまで蓄積されていた歪が内閣府発表資料によると、15,844動を引き起こす原因の一つが、海域一気に解放されます。海側のプレー名の方が亡くなられ、3,468 名方がで発生する巨大地震です。その発生トに引きずり込まれていた陸側のプ未だ行方不明となっています。
また、メカニズムを図１の模式図を使ってレートが元に戻り、プレートの境界警察庁の調べによると、亡くなられ説明します。東北地方太平洋沖の日面で巨大な地震が発生します（図た方の 9 割が溺死によるものでし

本海溝では、太平洋プレート（海側1(b)）。同時に、海底に急激な地殻(a) 地震発生前（数百年〜数千年間）(b) 地震発生時

海岸付近は盛り上がる

海岸付近は沈む

津波発生

陸のプレートが引きずりこまれる
陸のプレート海のプレート陸のプレート海のプレート隆起する

図1

プレート境界型地震による津波の発生メカニズム。(a) 巨大地震が発生する前、数百年から数千年間の間のプレートの変形様式。(b) 地震発生時のプレートの急激な変動。

観測だより 62 号，201239

変動が生じるため津波が発生します。
津波が発生する瞬間のメカニズムについて図２を用いて詳細に説明します。プレートの境界で巨大な地震

水の動きが発生すると断層の破壊は図２のように海底付近まで達します。図２は逆断層型（断層のタイプについては、観測だより 60 号「地学の豆知海底識、第一回」をご覧ください）の変形が生じた場合です。逆断層型の地震が発生すると、上盤が隆起し下盤断層の動きが沈降するという地殻変動が生じます。東北地方太平洋沖地震のようなプレート境界型の地震は逆断層型になります。東北地方太平洋沖地震の

図２

海底下での断層運動（地震）による津波の発生メカニズム。

際には、海上保安庁により宮城沖約が反対となりますが、同様に津波が量が多くなるので津波も大きくなり150km に設置されていた海底地殻発生します。断層タイプが横ずれ断ます。

変動観測点で約 3m の隆起が観測さ層型の場合、同じ規模の逆断層及び津波を引き起こす海域での巨大地れました。こうした海底地殻変動に正断層型地震と比べて上下方向の地震は日本だけではなく、例えば南米より、図２のように海面が持ち上が殻変動があまり生じないので、津波チリ沖のナスカプレートが沈み込んる領域と、海面が下がる領域ができの規模は小さくなります。このようでいる場所でもマグニチュード９クます。その後、変動した海面は元にに津波の規模は、断層のタイプにラスの地震が発生します。過去にそ戻ろうとし、図２の点線矢印のようよっても違ってきます。また、基本

うした地震によって巨大な津波が発な水の流れができます。この水の流的には震源の位置が浅いほど（海底生し、それが太平洋を渡って日本にれが、四方八方に広がり、やがてそに近いほど）、海底での地殻変動が襲来して被害をもたらしたことがあれが海岸に津波として押し寄せるの発生しやすくなるため、津波の規模りました。1960（昭和 35）年にチです。断層タイプが正断層型の場合、も大きくなる傾向があります。さらリ沖で発生したマグニチュード 9.5

沈降する領域と隆起する領域の場所に、海が深いと持ち上げられる海水の地震により、三陸海岸で最大 6m

波浪

津波

海面

海底
図３

波浪（左）と津波（右）に伴う海のなかの水の動き。左図では黒矢印、右図では白抜き矢印が水の動きを表します。

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観測だより 62 号，2012

波浪

津波

波長数 m 〜数百 m波長数 km 〜数百 km

海

図４海岸

海海岸

波浪（左）と津波（右）との波長の違い。の津波が襲来し、多数の方が亡くな

どうして津波は恐いのか？波浪とのて発生するため、主な水の流れはあられています。また、津波を引き起違い

くまでも海の表面近傍に限られまこす地震のなかには、津波は大きい

東北地方太平洋沖地震が引き起こす。台風などの強風により海面で高のに地震による揺れ（地震動）は小した津波により、多くの家や車が流い波（波浪）があっても、水深が深さい地震もあります。この地震は、されていく様子がテレビ等で報道さくなると海底ではほとんど水の流れ「津波地震」とよばれ、断層が通常れました。岩手県宮古市田老町にはありません。そのため、海がしけの地震と比べてゆっくりと動くと考あった高さ 10m の巨大な防潮堤もているときでも、海底付近にいる魚えられています。津波地震の例とし津波を食い止めることができず破壊は平気に泳いでいられるのです（図て、1896（明治 29）年明治三陸地されました（本号、「東北地方太平３）。一方津波の場合、海の水全体震があります。明治三陸地震の際に洋沖地震による沿岸部の津波被害調が持ち上げられて（あるいは下げらは、それほど大きくない地震の揺れ査」の写真７、８）。どうして津波れて）発生するため、図３の右図のが長く続いた約 30 分後に、三陸地にはこのような破壊力があるのでように海面から海底まで水が壁のよ方に巨大な津波が襲来しました。こ

しょうか？ここでは、私たちが普段うになって移動します。そのため、の津波で亡くなられた方は、2 万 2海岸で目にする「波浪」と比較しな

海底に泳いでいた魚も津波と一緒に千人に達したと言われています。

がら津波の破壊力の謎に迫ります。

流されることになります。

津波の発生メカニズムの本質は、波浪は海域で吹いている風によっもう一つは、波浪と津波の波長の海底に急激な上下変動が生じることて生じる海面の現象です。風が強い違いがあります。波長とは波の山となので、発生要因は地震だけではあ日などは波浪の高さが数 m になる山との間の距離のことを意味しまりません。例えば、海底火山の噴火、こともあります。さて、「1m の波（波す。波浪の場合、波長は数 m から地滑りの土砂の海（あるいは湖）へ浪）なんて普段よく海で目にしていせいぜい数百 m です（図４）。一つの流入、巨大隕石の落下によってもるし、1m くらいの津波なら心配なの波の山が来てもすぐに引いてし発生します。地滑りによって発生しい」と考えるのは大変危険です。実まいます。一方、津波の場合、波た津波の例としては、1792 年に長際、津波による浸水深（用語の意味

長はそれよりずっと長く数 km 〜数

崎県島原半島で発生した津波災害は後ほど説明します）が 1m を超え百 km に達します。沖合からに幅数（島原大変肥後迷惑）があります。

たら、木造家屋は損失を受け、車もkm の水の壁が一気に海岸に押し寄

このときは、島原半島にある眉山（雲流されてしまいます。
波浪と津波は、せてくることをイメージしてみる

仙普賢岳の隣の山）が山体崩壊をお本質的に全く異なるものなのです。と、そのエネルギーの大きさが想像こし、大量の土砂が有明海に流れ込その違いを次に述べます。

できます。波浪の場合は、波長が短んだことによって、津波が発生して図３は波浪と津波それぞれについいため波が押し寄せてもすぐに引対岸の肥後天草（現在の熊本市）にて海の中での水の流れを示したもの

き、かつ水の流れが表面近傍に限ら押し寄せ、多数の死者が出ました。

です。波浪の場合、海上の風によっれるので、一つ一つの波によって加観測だより 62 号，201241津波の速度

秒速 220m
時速 800km

秒速 70m
時速 250km

津波の高さ

1m

2m

秒速 30m
時速 110km

秒速 10m
時速 36km

3m

9m
10m

500m
水深100m

5000m

海底図５

水深による津波の伝播速度および高さの変化。

わるエネルギーは津波と比べてずいの防潮堤で防ぐことはできないので津波は海の水が一体となって移ぶん小さいものです。

す。また波長が長いので、一度防潮動するため、例えその高さが 50cm防潮堤がある場合でも、津波では堤を乗り越えた津波はすぐに引くこ程度であっても大きなエネルギーが水の壁がいっせいに押し寄せるたとはなく、大量の土砂、岩、車、家あります。高さ 50cm の津波ではめ、防潮堤に行きあたった水が行きやがれきをまきこみながらどんどん内陸深くまで押し寄せることは少な場所をもとめて海面を盛り上げるこ

内陸の奥深くまで押し寄せ、広範囲いですが、もし人間が海の中にいれとが起こります。波長が長いので後にわたって浸水域が広がります。逆ば立っていることさえできず流されろから（沖合から）どんどん水が押に波が引く場合は、長時間にわたってしまします（深さ 50cm の急流

し寄せ、盛り上がった水は簡単に防て水が沖合に流れ続けるため、陸上の大河のなかに立たされた場合を想潮堤を乗り越えてしまいます。このにあったものは海岸からずっと離れ像してみてください）。高さ 50cm

効果のため、高さ 5m の津波を 5mた沖合まで流されてしまいます。

程度の津波が予想される場所では、湾

岬

浅い領域
図６

海岸地形の効果による津波の増幅メカニズム。矢印は津波の進む経路を表します。

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観測だより 62 号，2012

潮位計

津波の高さ

通常の海水面（平常潮位）

浸水深
図７

遡上高

津波の高さの定義。

気象庁により津波注意報が出されま波が前の津波に追いついてくるといた。さらに図６の右図に示したようす。このとき高さ 50cm 程度だかう現象が生じます。このとき後ろかに、海岸線が凸に突き出た岬でも津らと油断して、海水浴や、サーフィら追いついた津波が前の津波と重な波は増幅されます。岬の先端を沖にン、ダイビング、海釣りなどで海のるようなかたちになり、その結果津

向かって延長したあたりでは海底が中に入ることは大変危険です。前述

波はどんどん高さを増します。海底

尾根地形をし、周辺よりも水深が浅のとおり津波は通常の波とは性質が地形による増幅効果で、海岸からくなっています。先ほど説明したよ全く異なるのです。

ずっと離れた沖合で高さ 1m だった

うに津波は水深が浅い場所ほどゆっ

津波が、海岸のすぐ近くまでくるとくりと伝播するので、岬の先端に向高さが 9m にまで増幅されることもかう津波は周りよりも遅く海岸に到

津波が海岸に近くなると津波の高あります。海岸近くでは津波の伝搬達します。一方、岬の根元の水深がさを増幅させるいくつかのメカニズ

速度は遅くなりますが、それでも時相対的に深い領域を伝播してきた津ムが働きます。こうした効果がさら

速 36km（秒速 10m）あり、世界トッ

波はより早く到達し、図６右図の矢に津波による被害を拡大させます。

プレベルの陸上短距離選手が 100m印のように屈折するので、結果とし次に、そのメカニズムについて説明を走る速度に相当します。従って、て岬の先端付近に津波が集中するとします。

津波がすぐ近くまできてから逃げたいう現象が起こります。

津波を増幅させるメカニズム

まず一つ目の増幅のメカニズムのでは手遅れなのです。津波が来るは、水深によって津波の伝搬する前に高台や津波避難ビルなど安全な速度が変わることにより起こりま場所に避難するということが非常にす。図５に示したように津波は水深重要です。

津波の高さについて
津波の高さについては、その計測方法の違いなどによりいくつか定義が深くなる程早く伝播する性質があ

もう一つの増幅のメカニズムは、があります。ここでは、津波の高さります。例えば水深 5000m の場所

海岸の地形による効果です。図６のに関する用語について図７を用いてでは津波は時速 800km で伝搬しま

左図に示したように、V 字型に入り説明します。

す。これはジェット機が飛行する速組んでいる湾では沖から押し寄せて地震が発生して海岸に津波が襲来度に相当します。水深が浅くなるほきた津波が湾の奥に行くにしたがっした際、気象庁から各地の津波の高ど津波の伝搬速度は遅くなり、水深て集められ津波の高さが増幅されまさが津波観測情報として発表されま

100m では伝播速度は時速 110kmす。東北地方三陸海岸では、延長す。また、津波注意報や津波警報な（高速道路での自動車の走行速度を200km にわたり海岸線が複雑に入どが出された際には、予想される津超える速さ）になり、水深 10m のり組むリアス式海岸が連続します。

波の高さが発表されます。ここで場所では伝搬速度は時速 36km ま

東北地方太平洋沖地震では、津波がの「津波の高さ」とは、図７に示しで減少します。水深が浅くなるほどこうした入り口が広く奥が狭い湾にたように津波がない場合の潮位（平津波の伝播速度は遅くなるので、津入り込み高さが増幅されたことも、常潮位）から、津波によって上昇し波が海岸に向かう過程で後ろ側の津被害を拡大させた一因になりまし

た海面の高さを表します。この値は観測だより 62 号，201243

海岸に設置された潮位計により観測

鎌倉市材木座に高さ約 8m の津波がはっきりとは分かっていませんが、されます。一方、実際に津波が浸水押し寄せ、鎌倉市だけで死者・行方東海から西南日本にかけて沈み込む

した場所の地面から水面までの高さ不明者が 600 人にのぼりました（但フィリピン海プレート境界周辺での（深さ）を「浸水深」と呼びます。

し、地震によって亡くなった人との巨大地震ではないかと考えられていさらに、津波が陸地を駆け上がり、区別はできていません）
。それ以外

ます。

最も高くなった地点の基準面からのにも、川崎から小田原にかけての相東北地方太平洋沖地震による甚高さを「遡上高」と呼びます。一般

模湾沿岸の広い範囲で、高さ 1m 〜

大な津波被害の発生をうけ、神奈に遡上高は、気象庁から発表される6m の津波が押し寄せたことが記録

川 県 で は 2011（ 平 成 23） 年 度「予想される津波の高さ」と同程度に残っています。に従来想定されていた津波の被害から、高い場合には 4 倍程度にな

大正関東地震に伴って発生した津予 測 を 見 直 す 作 業 を 行 い ま し た。

ることが知られています。東京大学

波も、相模湾に面した広い領域を襲2012（ 平 成 24） 年 2 月 の 時 点 で地震研究所の調査によると、東北地いました。鎌倉市由比ヶ浜では高さ

その素案を神奈川県ホームページ

方太平洋沖地震の津波の際、岩手県約 9m の津波が襲ったとの記録があ（http://www.pref.kanagawa.jp/cnt/

宮古市では遡上高が 40m 近くに及ります。また、江ノ島につながる橋f360944/）により閲覧することがんだことが報告されています。

も津波によって流されました。真鶴可能になっています。

町では最大 9m もの津波が襲ったと神奈川での津波いわれており、船舶の大部分が流出

おわりにここでは過去に神奈川県を襲ったしたそうです。元禄地震、大正関東

今回の「地学の豆知識」では、津津波について記述します。神奈川県地震ともに、津波だけではなく地震波について説明をいたしました。最は相模トラフからフィリピン海プの揺れによる被害やその後の火災に後に、津波から身を守るための心得レートが本州弧側のプレートの下による被害が非常に大きく、津波だけを記しておきたいと思います。

沈み込むという、特殊な地学的環境でどれくらいの被害が生じたかにつに位置しています。沈み込むフィリいては、はっきりとは判別がついて・強い地震（震度４程度以上）を感

ピン海プレートと本州弧側のプレーいません。また、これらの巨大地震

じたとき、また弱い地震であってトとの境界で、過去約 200 年に一は震源域が海域から陸域にかけて位も長い時間ゆっくりとした揺れを度の頻度でマグニチュード８クラス置しているため、地震が発生して最感じたときは、直ちに海浜から離の巨大地震が発生してきました。一

初の津波が来るまで数分以内と推定れて、急いで安全な場所に避難す

番最近の巨大地震は、1923（大正されています。地震発生後、海岸付る。

12）年に発生した「大正関東地震」

近にいる人たちが高台に避難するた・地震を感じなくても、津波警報がです。その前の巨大地震は、1703めの時間が少ないのです。
そのため、発表されたときには、急いで避難（元禄 16）年に発生した「元禄地震」

海岸付近については津波避難ビルのする。

です。元禄地震より以前の巨大地震整備などが、早急に取り組むべき課については、歴史記録が残っておら題としてあります。

ず、正確な発生時やその被害についてはよく分かっていません。

相模湾を震源とする巨大地震のほかにも、神奈川に大きな津波をも・正しい情報をラジオ、テレビ、広報車、防災放送などを通じて入手する。
・津波注意報でも、海水浴や海釣り

次 に、 神 奈 川 県 が 1985（ 昭 和たらした地震として、1498（明応60）年にまとめた「地震被害想定7）年に発生した「明応地震」があ・津波は繰り返し襲ってくるので、調査報告書（津波水害）」資料を参ります。この地震により紀伊半島か警報、注意報が解除されるまで海考に、元禄地震と大正関東地震の際ら房総にかけての広い範囲で津波のには近づかない。の津波被害について述べます。

被害があったことが歴史記録に残さは行わない。

元禄地震に伴って発生した津波はれています。神奈川では、鎌倉で大末筆となりましたが、東北地方太伊豆下田付近から房総犬吠埼にいた仏殿まで津波が達したという資料が平洋沖地震で亡くなられた方々のごる領域を襲い、房総海岸、相模湾沿あり、鎌倉付近で過去最大級の津波冥福と、被災地の一日も早い復興を岸、伊豆大島、八丈島等に大きな被を引き起こした地震と考えられていお祈りいたします。

害をもたらしました。神奈川県では、ます。この地震の震源域については

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