まず、地震の発生メカニズムからお話ししましょう。

紀伊半島から四国沖の海底には、大陸プレートの下に海洋プレートが沈みはじめる海溝、南海トラフがあります（図1）

沈みこむスピードは年間数センチですが、大陸プレートは沈みこむ海洋プレートにぴったりくっついて引き込まれゆがみ、ひずみが生まれます（図2）。そのひずみが限界（げんかい）になると、大陸プレートはもとに戻（もど）ろうとはね上がり、プレート境界が一気にすべって巨大地震が起きます。

けれどこれまで、プレート境界すべてが地震を発生させるわけではないとされていました。地震が発生しないとされていたのは、海溝近く、海洋プレートの沈み始めの浅いところ（図3）。いったいなぜ？　海洋プレートの沈み始めには、付加体（ふかたい）（海洋プレートが沈みこむ際（さい）、その上につもった土砂（どしゃ）などが、大陸プレートにけずられて大陸プレート側にくっついたところ）があり、そこでは摩擦（まさつ）が弱くずるずるとすべるためひずみはまたらず、地震は発生しないとされていたのです。

ところがまれに、時間の長いゆっくり地震「超低周波地震」が、陸上より観測されていました。

地震が発生すると、地震波が地下や水中を伝わってゆれが広がります（図4）。地震波には様々な周波数があり、ふつうの地震よりも低く約10秒のタイプを超低周波地震と呼びます。超低周波地震は、地震の規模（きぼ）に対して時間が長く、断層破壊（だんそうはかい）がゆっくり伝わる特徴（とくちょう）があります。

けれど、超低周波地震の震源や発生メカニズムはよくわかっていませんでした。そこで杉岡博士たちは2008年、東南海地震の震源域である和歌山県（わかやまけん）新宮沖（しんぐうおき）の海溝近く（南海トラフ）の海底（水深2,500〜4,000m）3地点に広域帯海底地震計を設置、観測を開始しました（図5）。広域帯海底地震計とは、幅広い周波数の地震をとらえる地震計で、特にゆっくりした地震を観測するのを得意とします。

広域帯海底地震計は、2009年3月22日から10日間ほど、超低周波地震を間近で観測することに成功しました！　南海トラフ近くでの超低周波地震の発生は実に4年半ぶり。陸上からでは観測できないくわしいデータをとらえました。

地震の震源や発生メカニズムを解析（かいせき）したところ、震源は海溝近くだったことが判明しました（図6）。そう、さっき「地震は発生しない」とされていたところです！

地震の規模はマグニチュード4くらい。この規模の地震による地殻破壊（ちかくはかい）にかかる時間は、ふつうの地震では1秒ほどですが、超低周波地震は非常におそく30〜100秒もかかっていたことも明らかになりました（図7）。

こうした超低周波地震は、断層の破壊が海溝まで達すれば広い範囲（はんい）の海底を変化させ、大きな津波を引き起こす恐れがあります。

なぜ超低周波地震が海溝近くのプレート境界で発生していたのでしょうか。それを解明するため、杉岡博士は、「これからは、紀伊半島沖に設置している地震・津波観測監視（つなみかんそくかんし）システム（DONET（ドゥ―ネット））や地球深部探査船「ちきゅう」が海底に掘（ほ）った孔に設置したセンサによる観測データも解析します。そして、防災（ぼうさい）や減災（げんさい） に役立てていきたいです」と話します。