深発地震

深発地震（しんぱつじしん、英: deep-focus earthquake）とは、地下深いところで発生する地震のことである。深発地震は原則として、深く潜り込むリソスフェア（スラブ）内部の性質変化に起因するスラブ内地震である。プレートテクトニクスの観点からは海洋プレート内地震（沈みこんだ海洋プレート内で起こる地震）に分類される。

定義

深発地震は震源の深さが深い地震であるが、明確な定義はない。だいたい深さ60kmまでの地震を浅発地震(英: shallow-focus earthquake)、60kmから200kmまでの地震を稍（やや）深発地震(英: intermediate-depth earthquake)、200km以深で発生する地震を深発地震という。深さ500 - 670kmで深発地震が発生することは多いが、670km以深ではほとんど発生しない。ただし、トンガ海溝や小笠原海溝などの特殊な地下構造となっている一部の地域では、これを上回る深さの深発地震も少数ながら発生している。
文脈によっては、沈み込む海洋プレート内（とくに、プレート間地震が起こらない、深さ数十キロメートルより深い場所）で発生する地震を深発地震と称することがある。たとえば芸予地震は、前者の定義では深発地震や稍深発地震には当たらないが、後者の定義では深発地震となる。

メカニズム

深発地震はプレート沈み込み帯の地下深くで発生し、それ以外の場所では海嶺下やホットスポット周辺も含めてまったく発生しない。そのため、世界で深発地震が発生する場所は限られている。
地下において深発地震が発生する地帯は、緩やかなカーブを描いた面状に分布している。これを深発地震面という。深発地震面は、断面図上に震源分布をプロットしていくと現れる。これを1927年に初めて発見したのが和達清夫であった。1930年代には日本の地震学研究者の間では広く認知されていた。一方、欧米では同時期にソ連のヒューゴー・ベニオフが観測結果から深発地震の存在を予見しており、1950年代に研究成果を挙げて学界でも広く認められた。当時は地震は深くても数十kmほどまでの浅いところでしか発生しないと考えられており、この発見が地震研究にも大きな影響を与えた。以前は欧米を中心に深発地震面を「ベニオフ帯(Benioff Zone)」と呼んでいたが、近年は和達の功績を含めて「和達-ベニオフ帯」と呼ぶことが多い。
深発地震の存在が定説となった1930年代には、諸説あったものの、地上の地震が地殻のごく表面で起こるのに対して、地下にはスラブという固い岩盤が存在し、そこで断層運動が発生しているのではないかと考えられた（スラブ内地震）。また、地下300km付近に深発地震の少ない地帯が存在することから、その上下を「稍深発」と「深発」に区分するようになった。
1960年代に支持されるようになったプレートテクトニクスでは、プレートが海溝に沈み込んだ後の様子を示す1つの証拠として深発地震面が用いられた。この理論によりプレートの運動が深発地震と結び付けられたことで、深発地震のメカニズムに関して新たな考察がなされた。
主なものとして、古いプレートのスラブは新しいものより温度が低いことが知られているが、この冷たく剛性の高いスラブが沈み込むことで深発地震が発生するという説が唱えられたが、スラブの性質変化と矛盾する部分があり、さらに温度変化との対応にも疑問が投げかけられたことから否定されている。ただし、この研究によって、深発地震面の下や隙間にも、深発地震を起こさないスラブが分布していることが分かった。
現在は、以下のような説が支持されている。プレートの収束型境界で一方のプレートが沈み込むと、周囲のマントルに比べて低い温度を保ち剛体としての性質をもったまま深さ670kmまで沈み込む。しかしそこは遷移層と下部マントルの境界であり、これ以深では周囲のマントル密度が急激に増加するため、プレートがそれ以深に沈むことが難しくなり、スタグナントスラブが形成され、プレートが反ることになる。このためプレートに応力が加わり、プレートがそれに耐えられなくなったときに地震が発生する。
プレートの重みでプレートが引きちぎられるような力が加わると正断層地震に、スタグナントスラブにプレートが押し付けられるような力が加わると逆断層地震になる。深さ670km付近では後者が、それより浅い場所（200-500km程度）では前者が多い。
深発地震の震源は深さ500-670kmに広く分布している。上部マントルを構成するかんらん石がおよそ500km付近以深でスピネル型構造に、660km付近以深でペロブスカイト構造に結晶構造の相転移を起こすことが知られており、鉱物の相転移が原因とする説が有力視されているが、丸山茂徳らの説を疑問視するものあり、結論は出ていない。
このほかに、結晶質が非晶質化（アモルファス化）することが原因とする説、間隙水圧の上昇により脱水反応が起きてスラブの摩擦強度が低下すること（脱水不安定・脱水脆性化）が原因とする説がある。
このように複数の説がある背景には、沈み込み帯の深発地震面にもさまざまなタイプがあり、タイプによっては説明できない場合が生じるためである。

異常震域

地震波の反射及び伝播速度の違い、地盤毎に異なる固有の共振周波数の違いなどにより震源の直上が最も強い揺れとならず、離れた地点で最も強い揺れを観測することがあり、この現象を異常震域と呼ぶ。日本周辺の深発地震では、オホーツク海南部や日本海を震源とする地震に於いて異常震域を観測しやすい。2006年に発生した大分県西部地震や2008年に発生した岩手県沿岸北部地震では強い揺れと異常震域を観測している。

揺れの強い地震・被害

日本ではマグニチュード6以上の深発地震は、年間に4 - 5回程度発生している。
2019年現在では、緊急地震速報は150km以深の地震については一般向けに対象から除外している。これは大きな揺れに結びつく可能性が低く震度の予測も難しいためとされている。高度利用者向けでも震度予測に関しては発報されていない。
やや深発地震（200km以浅）では、浅発地震（60km以浅）と比較し同じマグニチュードならば被害は少ないが、マグニチュード7規模以上の地震となると地表でも強い揺れとなり、被害を生じさせることがある。なお津波については今村明恒・飯田汲事や羽鳥徳太郎の研究によると、100km以深の地震によって津波が発生することはほぼないと考えられている。
1993年1月15日に発生した釧路沖地震（深さ101km、Mj 7.5）では、釧路市で最大震度6の烈震を、半径約150kmの広範囲で震度5の強震を記録し、死者2名・負傷者966名、全壊53棟・半壊254棟・一部損壊5311棟、その他51棟の被害が報告されている。また、2011年4月7日に発生した宮城県沖地震（深さ66km、Mj 7.2）では最大震度6強の揺れとなり、死者4名を出したほか広域停電も発生している。
この他、死者は出ていないものの強い揺れになった例として2005年7月23日に発生した千葉県北西部地震（深さ73km、Mj 6.0）があり、東京都で最大震度5強を観測し関東地方南部の各地で停電やエレベーター閉じ込め事故などが発生した。さらに、2014年5月5日に発生した伊豆大島近海地震（深さ162km、Mj 6.0）では150km以深でありながら、東京都で最大震度5弱の地震を観測している。さらに2015年5月30日に発生した小笠原諸島西方沖地震（深さ681km、Mj 8.1）では、小笠原諸島、神奈川県二宮町で震度5強を観測したほか、全都道府県で震度1以上を観測し、関東地方を中心に停電、エレベーターの緊急停止による高層難民、交通機関の麻痺などの大きな影響が出た。
深さ数百kmの深発地震で被害を生じることは稀であるが、1994年6月8日のボリビア深発地震（深さ631km、Mw 8.2）では、震源の深さが極めて深かったにもかかわらず死者10人の被害があった。また、カナダでも有感となったとの記録がある。

浅発地震との関連性

日本付近で発生する幾つかの深発地震は、浅発地震の前兆となっている可能性を指摘する研究者も少数ながら存在する。

関東地方

太平洋プレートの沈み込みにより発生する飛騨地方のM5以上の稍深発地震と関東地方の40kmから70kmの深さで発生するM5.5以上の地震には、有意な相関が認められる。

十勝沖地震

1952年と2003年の地震ではM8クラスの本震の発生に先立って、プレートのもぐり込み先を震源とする深発地震が増加していた。