東日本大震災から15年、次の巨大地震へエネルギー再蓄積東北大が解明した海底の変化

東日本大震災から約15年。マグニチュード9.0の巨大地震を引き起こした東北沖の海底で、次の地震に向けたエネルギーの蓄積が再び始まっていることが分かった。東北大学などの研究チームが14年間の観測データから明らかにしたもので、地震後約10年でプレート同士の固着が震災前と同じ程度まで回復していたという。日本海溝沿いでは、超巨大地震がおよそ500〜900年の間隔で繰り返されると考えられている。それなのに、なぜ約10年でエネルギーの蓄積が再開したのか。研究が示した海底の変化に注目が集まっている。

東北大などが解明　巨大地震から約10年でプレートの固着が回復

東北大学や海洋研究開発機構（JAMSTEC）、東京大学地震研究所などの国際共同研究チームは11月6日、2011年の東日本大震災後、日本海溝沿いでプレート同士の固着が急速に回復したと発表した。研究成果は11月5日付の米科学誌『Science』に掲載された。東北沖では、太平洋側のプレートが日本列島側のプレートの下へ沈み込んでいる。プレート同士が強い摩擦でくっつくと、陸側のプレートが引きずり込まれて変形し、地震を引き起こす力が蓄積する。この状態を「固着」と呼ぶ。

2011年3月11日の巨大地震では、長年蓄積された力によってプレート境界が大きくずれ動き、強烈な揺れと津波が発生した。地震後は「余効すべり」と呼ばれる、境界部分がゆっくりと動く現象が続いていた。ところが、今回の研究で余効すべりは地震後約10年でほぼ終息し、プレート同士が再び固く結びついていたことが判明した。研究チームは、地震を起こすエネルギーの蓄積がすでに再開していると分析している。

福島・茨城沖で海底の動きが逆転　14年間の観測で判明

今回の研究を支えたのは、2011年の震災後から14年間にわたって続けられた海底地殻変動の観測だ。研究チームは、海上から音波を使って海底の観測装置の位置を測定する「GNSS-A」という技術を活用。陸上の観測データや地震活動の記録も組み合わせ、プレート境界の状態を分析した。その結果、地下の深い部分では地震後の変形が続いている一方、プレート境界では固着が回復していることが明らかになった。巨大地震後の地下の動きを、長期間の観測によって詳しく捉えた点が今回の研究の特徴だ。

特に変化が明確だったのは、福島県から茨城県にかけての沖合だ。地震直後から2021年ごろまで、海底の観測点は東南東から南東方向へ動いていた。ところが、2021年以降は西北西から北西方向へと動きが変わった。これは、地震後に続いていたプレート境界のゆっくりとしたすべりが収まり、再び陸側のプレートが引きずり込まれる状態になったことを示している。海底のわずかな動きの変化から、地下で次の地震に向けた力が蓄積され始めている様子が浮かび上がった。

巨大地震は500〜900年周期　それでも約10年で再蓄積する理由

日本海溝沿いでは、東日本大震災のような超巨大地震がおよそ500〜900年の平均間隔で発生すると考えられている。ここで気になるのが、今回判明した約10年という短さだ。実は、地震が発生するまでの間隔と、プレートが再び固着するまでの時間は別のものだ。プレートが固着を回復すると、その後も太平洋側のプレートの沈み込みによって少しずつ力が蓄積される。今回の研究は、次の地震が起きるまでの時間を示したのではなく、エネルギーをため始める仕組みが早期に回復することを明らかにした。

また、研究チームは、次の地震に必要なひずみエネルギーの大部分が、地震サイクルの前半に効率よく蓄積される可能性についても言及している。これは従来の数値シミュレーションでも示唆されていた考え方で、今回の観測結果は、その仕組みを理解するための重要な証拠となった。一方、500〜900年という数字は過去の地震から推定された平均的な間隔であり、毎回同じ周期で発生することを意味するものではない。研究チームも、カムチャツカなど他地域の事例を挙げ、通常より短い間隔で大地震が繰り返される可能性に触れている。

次の巨大地震はいつ起きる？　今回の研究で分かったこと

今回の発表によって最も関心が高まるのは、東北沖で次の巨大地震がいつ起きるかという問題だろう。研究チームが確認したのは、プレート境界の固着が回復し、地震を引き起こす力の蓄積が再開していることだ。今後の地震の規模や発生時期を直接示す結果ではない。巨大地震が起きるまでには、プレート境界に蓄積する力や地下の摩擦状態など、さまざまな条件が関係する。現時点で、今回の研究を根拠にマグニチュード9クラスの地震が近く発生すると判断することはできない。

ただ、今回の発見によって、巨大地震の後にプレート境界がどのように変化するのか、その過程が従来より詳しく分かるようになった。地震直後から続く余効すべり、地下深部のゆっくりとした変形、プレート境界の再固着。それぞれの動きを把握することは、将来の地震や津波の危険性を評価するうえで重要な手掛かりになる。研究チームは今後も海底観測を継続し、固着状態の変化を監視していく方針だ。東北沖で起きた地下の変化を長期的に追跡することで、巨大地震の発生過程に対する理解がさらに進むと期待されている。

東日本大震災から15年　海底の変化が突きつけた防災の課題

2011年3月11日、東日本大震災では巨大津波が東北地方の太平洋沿岸を襲い、多くの命と暮らしが失われた。その後、被災地では住宅や道路、防潮堤の整備が進み、街の姿も大きく変わってきた。しかし、沖合の海底ではプレートの沈み込みが続き、地下の力のバランスも絶えず変化している。今回の研究で明らかになった固着の回復は、巨大地震が起きた場所でも、次の地震につながる力が再び蓄積されていくことを示している。

重要なのは、今回の発表を差し迫った地震の予告として受け止めるのではなく、長期的な防災に役立てることだ。特に太平洋沿岸では、強い揺れへの備えに加え、津波が発生した際の避難場所や避難経路を確認しておく必要がある。家庭でも家具の固定や非常用品の点検、家族との連絡方法の確認が欠かせない。東日本大震災から約15年という節目に公表された今回の研究成果は、地震の発生から時間が経過しても、地下では次の地震につながる変化が着実に進んでいることを伝えている。

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