知ろう!記者に発表した最新研究

2012年1月31日発表
太平洋プレート内の力のかかり方が変化!
東北地方太平洋沖地震とうほくちほうたいへいようおきじしんによる影響えいきょう

2011年3月11日14時46分に発生した東北地方太平洋沖地震(M9.0)にともない、震源域しんげんいきである日本海溝のまわりでは地震が多く発生しています。

このたび尾鼻 浩一郎 博士おばなこういちろうはかせは、日本海溝にほんかいこう東側の海底に設置せっちした地震計が観測した、2011年4月から7月までのデータを調べました。その結果、東北地方太平洋沖地震の前後で、太平洋プレート内にかかる力が大きく変化したことがわかりました。

今後は、日本海溝周辺のより広い海域かいいきで調査を行い、東北地方太平洋沖地震による影響を明らかにしていきます。

どうして日本海溝の「東側」を調査したの? 震源が浅いので、大きな津波を引き起こす危険(きけん)があるからです

2011年3月11日14時46分の東北地方太平洋沖地震の震源(地震の起きた場所)は、日本海溝「西側」でした(図1)。その40分後に発生したM7.5の地震をはじめ、日本海溝「東側」の太平洋プレート内でも地震が多く発生しています。



日本海溝の西側と東側で発生する地震

図1:日本海溝の西側と東側で発生する地震

太平洋プレート内で発生する地震は震源が浅いため、巨大地震が発生すると大きな津波を引き起こすおそれがあります。そこで尾鼻博士は、太平洋プレート内の地震について研究を行いました。

どんな研究をしたの? 地震計を日本海溝東側に設置して、その観測データを調べました

宮城県と福島県沖の日本海溝東側(太平洋プレート側)の水深5,000〜6,000mの海底に地震計20台を2011年4月から7月まで設置し、観測された約1,700個の地震データを調べました(図2)。


地震計を設置したところ

図2:地震計を設置したところ

結果はどうだったの? 太平洋プレート内にかかる力が、地震の前後で大きく変わっていました

地震データを調べた結果、太平洋プレート内では正断層型せいだんそうがたと呼ばれる地震が、深さ約40kmまで発生していることがわかりました(図3)。正断層型の地震とは、地下の岩石が横方向に引っぱる力によってれて起きる地震です。

正断層型の地震の起こり方

図3:正断層型の地震の起こり方


実は、地震前までは、こうした正断層型の地震が起きるのは太平洋プレート内の深さ20qより浅い場所でした。さらに深い場所(深さ約40q)では逆断層型ぎゃくだんそうがたの地震が起きていると報告されていたのです(図4)。逆断層型とは、正断層型の地震とは逆に、地下の岩石が横方向にす力によって割れて起きる地震です。

地震前にプレート内で起きていた地震

図4:地震前にプレート内で起きていた地震


そもそも、「引っぱる力」と「押す力」っていったい何でしょう? 日本海溝では、北米プレートの下に太平洋プレートがしずみこむため、太平洋プレートが曲げられています(図5)。その結果、太平洋プレートにかかる力は深さによって「引っぱる力」から「押す力」へと変わっていきます。たとえば、消しゴムをぐにっと曲げたとき、上側は引っぱる力で伸びて、下側は押す力で縮むのと同じです。こうしたプレート内にかかる力は、地震の発生メカニズムと強く関係します。


地震前に太平洋プレート内にかかっていた力

図5:地震前に太平洋プレート内にかかっていた力


東北地方太平洋沖地震前に太平洋プレート内にかかっていた力は、このようなプレートの曲がりによって生じていました。一方、東北地方太平洋沖地震後は、巨大地震の発生によって太平洋プレート内にかかる力が地震前より深いところまで引っぱる力に変わったために、地震前より深い40qまで正断層型の地震が起きるようになったのです(図6)。そしてその変化が、東北地方太平洋沖地震後に太平洋プレート内で数多く発生している地震と関係すると考えられます。


地震前後で変わった、プレート内にかかる力

図6:地震前後で変わった、プレート内にかかる力

今後はどうするの? 日本海溝周辺のより広い海域で調査を行います

地下深くまで引っぱる力がかかっている状態では、正断層型の大きな地震が起きる可能性があります。陸地から遠くはなれた日本海溝「東側」の太平洋プレート内で地震が起きた場合、地震によるゆれは大きくなくても、大きな津波を引き起こす危険もあります。

尾鼻博士は、「今後は、日本海溝周辺のより広い海域で調査を行い、東北地方太平洋沖地震による影響や地震の発生メカニズムについて明らかにしていきたい」と話します。

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