海域で長期間地震観測するには、陸上から海底ケーブルで電源供給する必要があるなど大規模で高価な専用観測システムが必要になるため容易ではありません。しかし、最近、電話やインターネット通信などにも用いられている一般的な海底ケーブルをそのまま地面の揺れを感知するセンサーとして活用する新しい観測技術の開発が進んできたことで、状況が大きく改善される可能性が出てきました。
海域地震火山部門の地震津波予測研究開発センターでもこの観測技術の開発を進めており、実際に室戸岬沖の数十kmの海底ケーブルに沿って、数mおきに多数の特殊な地震計を置いて観測したのと等価なデータの取得に成功しました。地震発生帯研究センターでこのデータを詳しく解析したところ、海中の環境ノイズの中から地中を伝わるさまざまな地展波を抽出できることが分かりました。さらに、抽出した地震波を用いて海底ケーブル下の地下構造を可視化する解析技術の開発にも成功しました。 環境ノイズと既存の海底ケーブルだけで地下構造を可視化できるこれらの新しい観測・解析技術は、海底ケーブル下の地下構造の変化を常時モニタリングできる可能性を秘めています。地震発生帯の地下構造変化の把握に向けて、今後も観測・解析手法の高度化を進めていきます。

東北地方太平洋沖地震が起きた日本海溝の海域調査では、地震による地形変化や深海底の土砂堆積物の発見がありました。また、時代をさかのぼっていくと、過去にも同じような場所で同じような規模の地震や津波が起きていたことが、歴史記録からも明らかになっています。将来発生する巨大地震に備えるためにも、地震履歴を把握することは重要です。
地震で海底が大きくゆれると、巻き上げられた土砂が雪崩のように斜面を下り、深海底に到達し堆積します。こうして形成される地層を「タービダイト」といいます。地震の記録として海底下に残るため、海底から採取したコア試料を調べると、タービダイトから繰り返し起きる地震の間隔が分かり、またその分布から海底の大きくゆれた範囲を推定できます。さらに、海底地形変化が明らかになると、地震時の海底の上下変動が分かり、津波の研究にも役立ちます。
日本海溝の地層を採取したコア試料からは、歴史記録に対応するタービダイトが確認でき、地震による地形変化の範囲を把握できました。現在調査進行中の南海トラフ域については、採取されたコアで繰り返し出現しているタービダイトが地震性なのかどうか判別したうえで、ここに発生した地震・津波との対応を明らかにし、地震・津波発生履歴の把握を目指しています。
今後も、JAMSTECの研究船を用いて、南海トラフ、日本海溝、千島海溝の海域を中心に、広域な海底地形調査や過去数万年までの地震発生記録の復元を行っていきます。