도카이 지진
도카이 지진()은 일본 내에서 엄밀하게 2가지 용법으로 정의된다.보통 도카이 지진이라 하면 둘 중 하나를 의미한다. 도카이 대지진()로도 불린다. 두 지진 모두 규모 M8 이상급인 것으로 예상된다.
도카이 지진은 원래 구마노나다에서 스루가만까지의 해역(그림의 C, D, E)을 진원역으로 하는 거대지진(2번 용법)만을 의미하고 있었다. 하지만 1944년 일어난 지진이 C, D 영역만 진원역으로 하는 지진임이 밝혀지면서 이후 도난카이 지진으로 구분하기 시작했고, 그로 인하여 지진공백역으로 남은 엔슈나다에서 스루가만에 이르는 영역(그림의 E)를 진원으로 하는 단독 거대지진을 1번 용법으로 구분하기 시작했다. 현재는 엔슈나다에서 스루가만에 이르는 E 영역만을 진원으로 하는 상정된 도카이 지진이나 스루가만 지진을 도카이 지진이라 가리키는 경우도 많아지기 시작했다. 이 문서에서도 1번 용법에 따른 도카이 지진을 중심으로 설명한다.
1번 용법에 따른 이른바 상정된 도카이 지진은 1970년대부터 일본 내에서 주목받기 시작하면서 프리슬립(pre-slip) 현상 감지를 통해 지진 발생 직전 예지에 근거한 지진 예견 체제와 방재 운동을 전개하고 있다. 도카이 지진이 마지막으로 일어난 지 약 150년 후인 1990년대에서 2000년대 사이 여러 연구자들이 다양한 시각으로 발생 시기가 다가왔다고 연구했으며 특이한 지진 활동인 저주파 지진, 프리슬립 등이 잇다라 보고되었으나 상정된 도카이 지진이 일어나진 않았다. 후술할 바와 같이 도카이 지진 단독 발생 사례가 없는 것에 근거하여 최근에는 다시 '항상 도난카이 지진-난카이 지진과 연동하여 일어난다는 설'도 재검토되고 있다.
문헌이나 지질학적 조사를 통해 추정한 역사지진에서 안세이 도카이 지진 등 피해가 매우 큰 '도카이 지진'이라 불리는 지진은 모두 1번 용법에 따른 상정된 도카이 지진과 도난카이 지진의 진원역이 합쳐진 진원역에서 동시에 거대지진이 일어날 것(즉 2번 용법에 따른 지진)으로 간주하여 '상정된 도카이 지진'과 도난카이 지진을 구분하는 것은 근거가 명확하지 않다는 비판도 있다. 하지만 도난카이 지진의 진원역에만 거대지진이 일어나 상정된 도카이 지진의 진원역에선 과거 오랫동안 거대지진이 없었던 시기도 있었기 때문에 둘의 구분을 지지하는 학자들도 있다.
도카이 지진의 진원역이 되는 스루가 해곡은 유라시아판과 필리핀해판의 경계인 난카이 해곡의 동북쪽 일부에 해당한다. 도카이 지진은 태평양 벨트의 중심부인 도카이 벨트에 일어나는 지진으로 피해가 엄청난 규모가 될 것으로 추정되어 일본 정부는 다양한 대책을 세우고 있다. 1978년 대규모지진대책특별조치법을 제정하였으며 그 중 시즈오카현을 중심으로 한 지진방재대책강화지역을 설정하여 체적변형률 측정기와 GPS 등의 관측기기를 집중적으로 설치하여 세계적으로도 유례가 없는 경계선언을 중심으로 한 '단기직전예지를 전제로 한 지진 대책'을 세우게 된다. 이후 20년간 관측 데이터의 축적과 기술의 향상으로 상정 지역 재검토를 통해 2002년에는 지진방재대책강화지역이 아이치현과 나가노현으로 확장되었다. 미래에 반드시 일어날 지진으로 여겨지기 때문에 피해를 최소화하기 위해 일본 각 행정기관은 관민재해대책을 준비하고 있으며 종종 '모월 모일 도카이 지진이 일어난다'는 등의 루머가 퍼지기도 한다.
일본 주변엔 도카이 지진 외에도 도난카이 지진, 난카이 지진의 원인이 되는 난카이 해곡과 홋카이도 태평양 연안에 있는 쿠릴-캄차카 해구, 도호쿠 지방 태평양 해역 지역의 일본 해구 지역에서 해구형지진이 일어나지만 도카이 지진에서만 위와 같은 특별감시체제와 지진대책을 세우고 있다. 이는 1854년 안세이 도카이 지진이 일어난 후 진원역 중 도난카이 지역(기이반도 해역-엔슈나다)에선 90년 후인 1944년 쇼와 도난카이 지진이 일어나 판의 왜곡이 해소되었다곤 하나 도카이 지진의 진원역(엔슈나다-스루가만 판경계)에선 지진이 일어나지 않아 왜곡이 축적되어 남아 있다는 설이 나오면서 시작된 것이다. 실제로 스루가만 근방의 지질 조사 결과 스루가만 지역 주변엔 지각에 왜곡받은 에너지가 축적되어 있다는 것이 밝혀졌다.
1969년 당시 도쿄 대학 교수였던 모기 키요가 엔슈나다에서 처음으로 지진이 일어날 가능성을 지적하였으나 안세이 도카이 지진의 고문서에서 스루가만 안쪽에서 진도7급의 흔들림이 있었다는 추정에서 엔슈나다가 진원일 것이라 추측하는 모순이 있었다. 1976년엔 당시 도쿄 대학 지진연구소의 하토리 도쿠타로가 안세이 도카이 지진의 해일파원역이 스루가만 해역에 이른다고 추정했다. 이어 당시 도쿄 대학 지진연구소의 이시바시 가쓰히코는 도카이 지진설의 결정타라 할 수 있는 '스루가만 지진설'을 제창하였다. 안세이 도카이 지진은 스루가만 서해안에서 지반 융기를 일으켰다는 것을 밝혀내 추정된 진도와 쓰나미 데이터를 합치면 진원역이 스루가만 안쪽에도 존재한다 추정했으며, 1707년 호에이 지진에서도 마찬가지로 스루가만 안쪽까지 진원역이라 주장하고 구체적 단층 모델도 제시했다. 이 '상정한' 도카이 지진이 발생할 경우 시즈오카현을 중심으로 막대한 피해를 입으며 도카이도 신칸센과 도카이도 본선, 국도 제1호선과 도메이 고속도로 등 일본 주요 교통망이 파괴되어 큰 영향을 미칠 것이 우려되므로 지진 대책을 확립해야 하고 지진 예지 체제를 갖추어야 한다고 주장했다.
2011년 3월 일어난 도호쿠 지방 태평양 해역 지진(동일본대지진)이 예상을 웃도는 모멘트 규모 M9.1인데 반해 프리슬립 현상을 관측하지 못한 것을 두고 2011년 4월 26일 지진예지연락회 시마자키 구니히코 회장은 '판의 상황이 다르며 이번 결과에서 도카이 지진을 예지할 수 없다는 것은 아니다'라고 말했다. 하지만 예지할 수 있다는 전제에서 벗어나 예지 없이 지진이 일어나는 상황도 가정하여 대책을 세워야 한다는 의견도 나오고 있다. 특히 정부나 행정계에서 '지진 예지에 막대한 예산을 쏟아붓는 것 보다 화재 진화 등 방재 분야에 예산을 더 투입해야 한다'는 주장과도 갈등을 빚고 있다. 또한 도카이 지진에만 관심이 쏠리면서 일본 내 다른 지역에 일어날 수 있는 다른 지진에 대한 관심이 줄어드며, 방재 예산이 시즈오카현으로 집중되는 현상에 대한 비판도 나오고 있다.
2011년 3월 동일본대지진이 일어난 후 난카이 해곡에서 일어날 수 있는 거대지진과 피해 규모에 대한 추정에 대해 재검토를 하고 있다. 2011년 12월 일본 중앙방재위원회가 발표한 '난카이 해곡 거대지진 모델 검토회' 중간보고서에선 난카이 해곡에서 일어날 수 있는 3연동 거대지진의 최대 규모를 해구 얉은 지역의 큰 미끄러짐과 해구 깊은 지역의 미끄러짐이 합쳐져 진원역이 기존에 추측하던 영역의 2배 이상 확대되어 잠정적으로 M9.0으로 나왔다. 이 검토회를 근거로 2013년 5월 24일 난카이 해곡의 지진 장기 평가 (제2판)이 공표되었다.
일본 지진조사연구추진본부에선 2013년까지 도카이/도난카이/난카이 단독 지진만의 확률을 계산하고 있었으며 세 지진의 연동형지진 확률에 대해서는 평가하고 있지 않고 있다.
2013년부턴 도카이 지진 단독의 별도 진원 지역 평가는 하고 있지 않으며 난카이 해곡의 규모 M8-9급의 판 경계간 지진으로 전체적으로만 평가하며 최대 규모의 지진에 대해서는 평가할 수 없다고 발표하였다.
스루가만에서만 단독으로 도카이 지진이 발생한 과거 기록이 없었기 때문에, 1970년대엔 21세기 중후반경에 다음 도난카이-난카이 지진과 연동하여 도카이 지진이 일어날 것이라는 설이 있었다. 1976년 8월 23일 제34회 지진예지연락회 회의에서 당시 도쿄 대학 교수였던 아사다 사토시는 "부회의원에 따르면 스루가만은 독립적으로 지진을 일으키지 않는다는 의견이 있고 이에 따르면 지진은 100년 후에나 일어날지 모른다. 10년 이내에 지진이 일어난다거나 100년 후 언제 일어날 지 지구물리학적으로는 명확히 말할 수 없다"고 보고했다.
이시바시 교수가 일반인들에게 도카이 지진을 설명할 때 "53장의 카드를 몇년에 한 장 비율로 뽑고 있고 41장을 뽑았지만 아직 조커(지진)가 나오지 않았다. 이제 12장밖에 남지 않았기 때문에 다음번에 바로 조커가 나와도 이상하지 않지만 마지막 장을 뽑을 때 까지 조커가 나오지 않을 수 있다."라고 비유했다. 또한 1994년 저서에선 "도카이 지진은 다음 세기(21세기) 중반에 있을 난카이 지진이 있을 때 까지 미뤄질 수도 있을 가능성도 부정할 순 없다. 정공으로 이를 파악하는 법은 진원 단층면상에서 파괴강도와 응력수준분포를 정확히 알면 가능하지만 이는 현실적으로 불가능하다."라고 말하기도 했다. 이처럼 난카이 해곡에서 일어날 지진은 도카이 지진 단독으로 발생할 가능성은 거의 없다 보고 이에 대한 방재 대책을 추진해왔다.
1970년대 이후 도카이 지진설이 나오고 나서 '내일 일어날 수도 있다'고 언론이 강조해온지 30년 이상이 지났으나 도카이 지진은 오지 않았다. 몇몇 학자들은 "도카이 지진은 환상의 지진이다. 내일 일어나면 신기하다"라며 비아냥거리기도 했다.
2006년 3월 27일자 시즈오카 신문에 개제된 이시바시 교수의 인터뷰 기사에서도 "도카이 대지진설의 가장 큰 '실수'는 1976년에 도카이 지진의 위험성을 너무 과장했다는 것이다"라고 언급했다. 하지만 도카이 지진 발생 매커니즘 및 발생 시기 예측 연구가 전무했으며 특히 "1940년대 도카이 지진이 일어나지 않았기 때문에 도카이 지진은 언제든 일어날 것"이라는 이론에 대해서만 재검토해야 한다는 의미의 발언이었다. 시즈오카 신문 기사는 '도카이 지진설' 자체가 실수였다는 오해를 부를 수도 있었던 제목이었기 때문에 이시바시 교수는 즉시 자신의 홈페이지를 통해 "이 기사는 내 견해를 제대로 전달한 것이 아니다. 부정확한 내용과 감정적인 제목으로 내 생각과는 전혀 다른 기사가 되었다. 도카이 지진은 당분간(또는 영원히) 오지 않을 것이다고 하는 등 지금까지의 대책은 낭비였다는 오해를 일으켜 도카이 지진에 대비하는 여러 행정, 민간 개인, 연구자들 노력에 찬물을 끼얹어선 안된다. 도카이 지진의 위험성은 여전히 부인할 수 없고 지금까지의 노력은 앞으로도 계속되어야 하므로 이 기사는 '오보'라고조차 말할 수 없다."라고 말했다. 그는 이어 "1976년 시점에서의 해석이 결과적으로 잘못된 것은 분명하다. 나는 이를 인정하나 나머지는 인정할 것도 없다"고 말했다.
21세기부턴 21세기 중후반에 일어날 도난카이/난카이 지진과 거의 동시에 일어날 것이라는 견해가 주류이나 다른 한편으로는 현재 연구 수준으로는 알 수 없으며 도카이 지진만 단독으로 올 순 없다라고 단언할 순 없다는 연구도 있다. 일본 문부과학성의 지진조사연구추진본부에선 2011년 시점에서 향후 30년 이내 도카이 지진이 올 확률이 87%라고 했으나 다음과 같은 주석을 달았다.
지진조사연구추진본부는 동일본대지진을 경험한 후 과거의 난카이 해곡 거대지진에 대한 새로운 연구 결과를 종합하여 2013년 5월 새로운 장기평가결과를 발표했다.
이에 난카이 해곡 전역을 묶어 평가하고 있으며 30년 내에 규모 M8-9급의 지진이 올 확률은 2013년 기준 60-70%라 발표하였다.
역사적으로 "도카이 지진"이라는 이름은 현재의 도난카이 지진의 진원역을 포함하는 경우도 많으므로(용법 2의 도카이 지진) 주의할 필요가 있다.
현재는 일본 내에서 법률상으로나 언론 보도에서 "도카이 지진"을 독립적으로, "도난카이/난카이 지진"은 하나로 묶어 다루고 있다. 하지만 국제 지진학적으로 스루가만에서 발생하는 도카이 지진, 아이치현과 미에현 앞바다에서 발생하는 도난카이 지진, 와카야마현 구시모토정과 시코쿠 앞바다에서 발생하는 난카이 지진의 셋으로 구분하고 있으며 도난카이와 난카이 지진은 단독으로 일어나는 경우도 있지만, 도카이 지진과 도난카이 지진이 함께 일어나거나 세 종류의 지진이 동시에 일어나기도 한다. 또한 이와 다른 패턴의 지진이 일어날 가능성도 많다.
게이초 지진 이후는 그레고리력을, 메이오 지진 이전은 율리우스력을 사용한다.(괄호 안은 그레고리력으로 쓴다.) 지진 규모는 우사미(宇佐美, 2003)이 추정한 값이며 쇼와 시대 지진은 일본 기상청의 값을 인용한다. 고대의 지진은 단편적인 기록밖에 없어 정확성도 낮고 모멘트 규모도 알 수 없다.아래의 지진 목록은 도난카이 지진의 진원역에서 일어난 지진으로 도카이 지진의 주기로 꼽히지 않는 지진이다.
아래의 지진 목록은 도카이 지진의 진원역을 포함한 난카이 해곡 거대지진의 일부로 추정되는 이론이 있는 지진이다.
도카이 지진 예측 가능성의 근거는 1944년 도난카이 지진 발생 직전 이시무라 아키쓰네의 요청으로 시행된 측량에서 일반적으로 나올 수 없는 오차의 지각변동이 관측되었고, 이 오차는 본진 직전 단층이 약간씩 미끄러지는 프리슬립 현상으로 보이는 것으로 이를 통해 지진을 예지할 수 있다는 주장이다.
수준점 측량에서 지진이 발생하지 않는 평상시 가케가와시를 기준으로 오마에곶은 4-5mm/year로 침강을 하고 있었으나, 본진 직전엔 역으로 침강 속도가 줄어들다 융기로 돌아선 것을 통해 지진을 예측할 수 있다 보고 있다. 일본 기상청은 가케가와시에서 오마에곶 사이 지역을 중심으로 도카이 지역 곳곳에 체적변형률계를 설치하여 24시간 지각변동을 감시하고 있다. 하지만 전조 현상인 프리슬립을 항상 지진 직전에 감지할 수 있는 것은 아니며 도카이 지진이 일어나는 날이 거의 다 왔는지를 판단하는 근거 자료 또한 불문명하고 빈약한 점이 많아 도카이 지진을 반드시 예지할 순 없다고 주장하는 학자들도 많다.
지진방재대책강화지역은 지진 흔들림 피해가 매우 크며 진도6약 이상이 닥치거나, 20분 이내에 해안에서 3m 이상, 지상에서 2m 이상 등 높은 쓰나미가 들이닥칠 우려가 큰 지역에 대해 설정되어 강화지역에 대해 여러 지진 대책이 시행된다.
위의 지진방재대책강화지역 내엔 유일한 원자력 발전소로 주부 전력의 하마오카 원자력 발전소가 존재하나 지진 발생 시 운전중지규정이 존재하지 않는다. 하마오카 원전은 이전부터 내진성 논란이 계속되었으나 2011년 3월 11일 도호쿠 지방 태평양 해역 지진(동일본대지진)으로 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고가 발생한 이유 안전 논란이 거세졌다. 결국 2011년 5월 6일 일본의 내각총리대신 간 나오토는 주부 전력에 안전성이 확보될 때 까지 하마오카 원자력 발전소 내 모든 원자로를 가동 중지시키도록 요구했다. 이에 주부 전력은 5월 13일 가동중인 4호기를, 5월 14일 5호기를 중지시키며 원전 내 모든 원자로를 가동 중지시켰다. 또한 정기 검사를 위해 정지중이던 3호기도 가동을 보류하기로 하였다.
윗 문단에서 가정한 도카이 지진의 3배의 지각 변동을 일으키는 '슈퍼 도카이 지진'이 1,000년 주기로 일어날 수 있다는 주장도 나오고 있다. 일본 산업기술총합연구소 활단층 연구 센터와 홋카이도 대학 연구진이 공동으로 실시한 하마오카 원자력 발전소 인근 굴착 조사 결과 추정된 것으로 이 지진은 적어도 5000년에 3번 일어났으며 2,400년 전에 지진이 일어난 후에도 연대는 알 수 없으나 비슷한 지진이 일어난 적이 있었다고 발표했다.
하지만 오마에자키곶 근처의 대규모 융기는 메가스러스트가 아닌 판의 단층 활동으로 일어났을 가능성이 높다고 추정된다. 마찬가지로 무로토미사키곶의 대규모 해안단구의 형성도 판의 분기단층 때문인 것으로 추정된다.
2009년 8월 11일 오전 5시 7분(JST), 일본 시즈오카현 오마에곶 해역에서 규모 M6.5, 최대진도 6약의 지진이 일어났다. 이 지진은 도카이 지진의 예상 진원역에서 일어난 지진이라 도카이 지진과의 연관성이 거론되었다. 하지만 1979년 일본 기상청 내 '지진방재대책강화지역 판정위원회'가 수립된 이후 사상 최초로 지진 당일 열린 기상청 긴급임시회견에서 도카이 지진은 판 경계간 지진인데 반해 2009년의 지진은 침강해 들어간 필리핀해판 내에서 일어난 해양판 내 지진으로 도카이 지진과의 관련성은 없다고 결론내렸다.
2011년 8월 1일 23시 58분, 스루가만 해역에서 규모 M6.1, 최대진도 5약의 지진이 일어났다. 일본 기상청은 필리핀해판 내에서 일어난 판 내부 지진으로 도카이 지진과의 연관성은 없다고 발표했다.
2011년 8월 12일엔 엔슈나다에서 규모 M5.2, 최대진도 2의 지진이 일어났다. 일본 기상청은 최초에는 진원 깊이는 14km 이하로 판 경계 또는 경계 부근의 판 내부에서 일어난 지진으로 도카이 지진의 매커니즘과 유사한 방식으로 일어났다고 발표했으나 이후 진원 깊이는 15km로 판 경계와 가까운 필리핀해판 내에서 일어난 판 내부 지진으로 정정하였다. 진원기구 분석 결과에서도 필리핀해 판의 섭입 침강 방향과 같은 역단층으로 되어있다. 일본 방재과학기술연구소에서는 2009년 지진의 단층면 경사가 판의 섭입대 각도와 다르다는 점에서 판 경계형 도카이 지진은 아니라고 발표하였다.
2011년 3월 11일 도호쿠 지방 태평양 해역 지진(동일본대지진)으로 유발지진이 일어나는 가운데 도카이 지진에 영향을 줄 가능성에 대해 우려의 목소리가 나오기도 했다. 역사적으로는 규모 M8급의 산리쿠 해역 지진이 자주 관측되었으나 산리쿠 해역에 지진이 일어난 직후 도카이 지진이 일어났다는 기록은 없다. 가장 가까운 시기의 예에서도 869년 산리쿠 해역에 조간 지진이 일어난 지 18년 후에 887년 닌나 지진이 일어났으나 조간 지진이 닌나 지진을 유발시켰는지에 대해선 불분명하다.
또한, 판 구조론적 관점에서도 도카이 지진은 유라시아판과 필리핀해판 간의 경계인 난카이 해곡에서 일어나는 해구형 지진이지만, 도호쿠 지방 태평양 해역 지진은 북아메리카판과 태평양판의 경계인 일본 해구에서 일어나는 해구형 지진으로 두 지진이 껴 있는 판 자체가 다르다. 하지만 규모 M9급의 초거대지진이 판 사이 왜곡을 어떻게 해소하며 지진으로 인한 지각변동이 다른 판에 어떻게 영향을 미칠 진 불분명하다.