東北地方太平洋沖地震および津波のメカニズム
更に沈み込む角度が年齢が高い海洋プレートよりも小さくなるため、陸のプレートと海洋プレート間の密着度が高い上に接する面も広くなる。その上若いプレートは速度が速いため、大きなひずみが溜まりやすく超巨大地震を引き起こすとされた。
東北地方沖の日本海溝に沈み込む太平洋プレートは、海洋プレートの中でも特に古い、形成後約1億3000万年のプレートである。そのためプレート境界の密着度は低く、マグニチュード9クラスの超巨大地震は発生し得ないと考えられた。しかし2004年に発生した、Mw9.1のスマトラ島沖地震は、古いプレートの沈み込み帯で速度も遅い場所で発生しており、比較沈み込み学による巨大地震の発生仮説の有効性に疑問が生まれた。そこでそもそも過去数回しか知られていないマグニチュード9クラスの超巨大地震と、各プレート沈み込み帯の特性を結びつけるのにはデータ不足ではないかとの意見が出されるようになった。しかしスマトラ島沖の超巨大地震後も、比較沈み込み学による巨大地震の発生仮説には抜本的な見直しは行なわれず、日本海溝でマグニチュード9クラスの超巨大地震が発生する可能性について想定されることなく、2011年3月11日を迎えることとなった。
つまり約300万年前から現在に至るまで継続していると考えられている、東北地方にかかっている東西方向の圧縮力とそれに伴う隆起について、実測によるデータではむしろ逆の結果が出ているという明らかな矛盾がある。
この東北地方で見られる実測値と地形学的な観察結果における地殻変動の違いは、東北地方太平洋沖地震の発生以前から問題とされていた。まず東西圧縮については近年のGPSによる観測では明らかに圧縮方向の力が働いているとのデータが得られているため、明治時代という古い時代に行なわれた三角測量による測定値の信頼性に疑問があるとの意見が出されている。また明治時代以降、東北地方には多くの地震が発生しており、それらの地震による地殻変動の積算によってたまたまこの100年間はほぼ伸縮がない状態ないしやや伸長した結果になったのであって、東北地方が必ずしも長期的に見て引き伸ばす方向の力が働いていることを示しているものではないとの説もある。
一方、海水面を基準とする験潮所のデータなどによって示された東北地方太平洋沿岸のほぼ全域で確認される沈降については、測定値の信頼性には問題はなく、実際に沈降を続けているものと考えられる。この現象の解釈には主に2通りの考え方がある。まず約300万年前から続いている東北地方の隆起現象は既に終了しているとの考え方である。しかしこの考え方には大きな難点がある。東北地方太平洋沿岸では、10万年あまり前の海岸線が隆起して海岸段丘を形成している。
↑ 超巨大地震という言葉の定義は今のところはっきりと決められていないが、平田直ら (2011) など、各文献で東北地方太平洋沖地震について超巨大地震という表現を用いているため、ここでも超巨大地震との表現を用いる。
↑ 東北地方のプレートについては、大竹ら (2002) のようにオホーツクプレートとする文献や、平田直ら (2011) のように東北日本を形成するプレート、更には岡田 (2012) のように北米プレートとする文献があるため、東北地方が乗る陸側のプレートのような表現を用いる。
↑ 東北地方太平洋沖地震による断層の大きさは地震解析によって異なった値が出されている。ここではほぼ全ての値が入る南北約400-500キロ、東西約150-200キロの値を採用する。
↑ 文献によって異なり、30m以上 - 60mとする報告もある。
↑ 大木、纐纈 (2011) でも紹介されているが、2007年に刊行された「地震予知の科学」の前書きは、「今、われわれは意外とすごいことを知っているんですよ、皆さん」。と結ばれている。
↑ 平 (1990) によれば、西南日本は約45度回転しながら南下し、現在の位置に至ったとする。
↑ 小川、久田 (2005) によれば、造構性浸食作用は沈む海洋プレート上の堆積物が陸側のプレートにくっついていく付加体と逆の作用としている。
↑ 第二の破壊過程で数十メートルという大きなすべりが生じた理由については、仮説の中で複数のものが関係している可能性もあり、実際松澤 (2011) はここで挙げられた複数の仮説の複合である可能性を示唆している。
東北地方太平洋沖地震および津波のメカニズム(とうほくちほうたいへいようおきじしんおよびつなみのメカニズム)では、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震と、地震によって誘発された津波のメカニズムについて説明する。