思ったよりも規則性があると私は考えているんですよ。ただのり)大阪生まれ、京都育ち。届かない地下を電磁気を使って照らしだし、海底下の巨大地震発生域のイメージ化、石油・天然ガスなどの海底資源の新しい探査法の確立をめざして奮闘中。個人ブログ「海の研究者」は、地球やエネルギーにまつわる話題を扱い評判に。趣味は、バイクとお酒(!)と美術鑑賞。神戸を大地震が襲いました(図1)。あわせて6,437名、全壊・半壊した住居は約25万棟。日本はそれまでも多くの地震災害に見舞われてきましたが、21世紀を迎えようとする大都市の直下で起きた大地震は、日本中はもとより世界中を震撼させました。記録:震災記録写真集」より(http://www.city.kobe.lg.jp/safety/hanshinawaji/data/photo/index.html)。大学に通っていた私にとって、震災前の六甲町も水木通も思い出深い場所。この地震をキッカケに、日本は世界にも類を見ない高密度の地震観測網と地殻変動観測網の整備に着手します。運用するGPS連続観測システム「GEONET」です。Hi-netでは地中に掘った井戸の中に設置した高精度地震計を用いて地面の微弱な揺れを検出し、GEONETではカーナビでお馴染みのGPSのアンテナを大地に固定して、地殻変動の検出を可能としました。このような観測網が2011年の東日本大震災の前に完成していたにもかかわらず、東北地方でマグニチュード9の超巨大地震が起きることに対しては国も専門家もノーマークでした。今回のテーマは「新しい発見」です。規模は、気象観測網の規模とほぼ同じであることは案外知られていないようです。GEONETは約1,200か所に観測点が配置されています。観測点の間隔は概ね20~30kmです。気象庁の地域気象観測システム「アメダス」の観測点は約800~1,300か所にあり(注1)、Hi-netやGEONETと同じ規模です。「アメダス」のほうが圧倒的に有名なのは、やはり天気予報のおかげでしょう。データのホームページ(右、http://www.gsi.go.jp/kizyunten.html)。Hi-netやGEONETなどで観測されるデータを見ることができる。Hi-netとGEONETの観測データは、インターネットなどを通じて広く公開されており(図2)、国内外の研究者によりさまざまな科学的発見がなされています。「低周波微動」や「ゆっくりすべり」などは、その代表例です(これらについてはまた近いうちに解説します)。北米大陸に構築中です(2014年現在)。プロジェクトの名は「EarthScope」。「地球内部を覗き見る望遠鏡」とは、なんとも洒落たプロジェクト名ですが、アメリカが日本のマネしているのです。日本のHi-netとGEONETがいかに優れているか、その科学的成果がいかにすばらしいかがお分かり頂けるかと思います。尻尾を捉えていました。海底の下のプレート境界の様子を陸上のGPS観測で監視していたのです。陸上の地殻変動観測から、海底のプレート境界のくっつき具合(固着度)を調べる方法。プレート境界を境にして海陸のプレートがくっついている場合、海洋プレートの沈み込みに伴って、日本列島も押される。この陸地の押され具合を測定して、プレート境界のくっつきの具合を調べる。詳細は本連載第2話を参照のこと。前回も紹介したように、東北地方の下には太平洋プレート(海洋プレート)が沈み込んでいます(図3)。日本列島側のプレートと海洋プレートがプレート境界でお互いにくっついている場合(これを“固着”といいます)、海洋プレートが西の方へと沈み込めば、それにつられて日本列島全体も西の方向へ押されます(図3下)。他方、プレート境界が固着していなければ、海洋プレートはスルスルと日本列島の下に沈み込むので、日本列島は西方へ移動しません。このように、プレート境界の固着の程度によって、陸地の動き(地殻変動)には違いが生まれます。いうことは、GEONETによる地殻変動観測から、プレートの固着度を推測することができるという仕組みです。◎発見から5年後に予想は現実に解析の結果、宮城県~福島県の沖合ではプレート境界が固着していることが分かりました(図4、下図)。図中の赤色の地域では、プレート境界が年間10cmの速度で西へ移動しています。これは太平洋プレートが日本列島の下に沈み込む速度に概ね等しいので、図3下のようにプレート境界は固着していると考えられます。プレート境界が長い期間にわたって固着していれば、その部分では沈み込む海洋プレートが日本列島側のプレートを押し続けるので、岩盤に歪みが溜まることが予想されます。陸上のGPS観測(GEONET)から予測した、プレート境界のくっつき具合(固着度)。プレート境界自体は図3のように東から西へと傾斜しているが、これを上から見ている。赤色の地域ほど固着している。図中の数字はプレート境界の移動速度(cm/年)。2cm/年ごとに線が引かれている。余震の分布(2011年3月11日~4月8日)。ホームページより引用(http://outreach.eri.u-tokyo.ac.jp/eqvolc/201103_tohoku/)。本連載第2話でも紹介。これは驚くべき結果でした。いうのも前回ご紹介したとおり、これまでの研究では「東北地方ではプレート沈み込みのときに蓄えられる歪みエネルギーのうち、3割は地震になり、7割はどこかに消えてしまう」と考えられていたからです。地震学者たちは、過去の学説に照らし合わせて「東北地方では、プレート境界があまりくっついておらず、プレートが沈み込んでいても歪みがたまりにくいのではないか?」と漠然と考えていたのです。福島県~茨城県沖に関しては、過去100年間の地震観測の記録から、マグニチュード7以上の地震は非常に少なく、それより小さな地震がたくさん起きていることが知られていました。2008年7月19日に起きた福島県沖の地震(マグニチュード6.9)では、地震に伴う地殻変動よりも、地震発生後の地殻変動のほうが大きいことが、GEONETによる地殻変動観測から明らかになりました(注2)。これは「余効変動」と呼ばれていて、地震を伴わないゆっくりとした地殻変動です。以上から、東北地方、特に福島県~茨城県沖に関しては、プレート境界は固着していないと言われていたのですが、図4の結果はこれと正反対で、むしろプレート境界は固着しているという予想だったのです(注3)。図4の結果が国際的な学術誌に発表されたのは2006年のこと。それからわずか5年後、予想は現実になります。ときに海底断層が一気にずれ動いた地域(図5の点線で囲まれた部分、上図)と見事に一致したのです。プレート境界の固着によって蓄積されていた歪みが2011年3月11日に一気に解放されて、マグニチュード9の超巨大地震が起きたのだと考えられています。よって得られた新データがもたらした大発見でした。明確な科学的結果が出ているにもかかわらず、地震学者たちは東北沖の巨大地震について警鐘を鳴らしませんでした。?そこにはいくつかの「理由」があったのです。次回でこの「想定外と想像内の狭間で」シリーズをまとめます。Systemを省略したものであり、日本語では「地域気象観測システム」と呼ばれています。観測する観測所は約840か所あります。注2:詳細は以下の資料をご覧ください。注3:なお、宮城県沖ではマグニチュード7クラスの地震が約40年毎に起きることが知られており、そこではプレート境界が固着していると以前から考えられていました。固着は宮城県沖の一部の地域に限定されていると考えられていて、より広い地域でプレート境界が固着しているとはあまり考えられてはいませんでした。想定外と想像内の狭間で(2)。