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【クローズアップ科学】巨大地震は岩板の固さが引き金か 太平洋沖の海底下を探る

地球深部探査船「ちきゅう」が南海トラフ付近の陸側プレート掘削に使ったドリルの先端部(海洋研究開発機構提供)
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 日本列島の太平洋沖では海側のプレート(岩板)が陸の下に沈み込み、巨大地震を引き起こしてきた。最近の研究で、プレートの部分的な固さが地震発生と密接に関係しているらしいことが判明。将来は震源位置を予測できる可能性も出てきた。(伊藤壽一郎)

地震波で透視

 東日本の太平洋沖に延びる日本海溝では、陸を載せた北米プレートの下に海側から太平洋プレートが沈み込んでいる。東日本大震災では、このプレート境界面が広い範囲で滑り、マグニチュード(M)9・0の巨大地震を引き起こした。

 プレートは厚さ100キロ程度で多様な岩石でできており、固さは一様ではない。東北大の趙(ちょう)大鵬(たいほう)教授らは、この不均質さが地震発生と関係しているのではないかと考え、震源域周辺の両プレートについて境界面付近の固さを調査した。

 境界面は海底下にあり、岩石の状態を簡単には調べられない。そこで、地震発生時に地中を伝わって広がる地震波を陸上の複数の観測点で捉え、到達時間の差から岩石の固さなどを解析する「地震波トモグラフィー」という手法で透視した。

 観測点に直接伝わる地震波だけでは精度が低いことから、いったん地表にぶつかって跳ね返り、再び地中を伝わっていく反射波という特殊な地震波も解析。海底地形や重力のデータも加え、北米プレートの固さと、太平洋プレート上面の固さを立体的に調べた。

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