チームは１９９７～２００５年、紀伊半島沖で探査船から音波を出して海底下の地質構造を調査した。これまでに、潮岬東側で１９４４年の東南海地震（Ｍ７．９）を起こした断層と、断層が押し合って盛り上がった海底隆起を見つけた。集めたデータを再解析した結果、この海底隆起が潮岬西側の南海地震の震源域まで続いていると分かった。

　今後、この断層が大きくずれれば、海底隆起が形成される際に海面が押し上げられ、巨大津波が発生する恐れがある。隆起の地下の断層構造を詳しく分析することで、同トラフ沿いの地震や津波の被害をより具体的に想定でき、防災への活用が期待される。朴准教授は「南海トラフの地震の規模は最大でＭ９．０を想定しているが、発生のメカニズムは分かっていなかった。今回の発見は、津波想定の見直しなどに役立つだろう」と話す。

連動巨大地震を引き起こす断層

東南海地震震源海域の海底観測網

海洋機構によると、陸上の中継施設から専用ケーブルを延ばし、深さ２千～４３００メートルの海底に、水深１センチの違いでも感知できる高精度の津波計や地震計を組み合わせた装置を20カ所に設置。観測データは今後、気象庁や防災科学技術研究所などにリアルタイムで提供する。

　震源海域に観測網が整うことで、東南海地震が発生した場合はいち早く津波や揺れをキャッチできるようになり、沿岸住民に対する高台への避難の呼び掛けや気象庁が発表する緊急地震速報の迅速化などに生かすことが可能となる。

　整備事業は２００６年度に始まり、設置された装置から順に観測も開始。東日本大震災の津波も捉え、紀伊半島の約１１０キロ沖合で高さ20センチだった津波が20分後に沿岸部に到達した際、約３倍の70センチに増幅していたことが分かった。こうしたデータの蓄積によって「津波の高さなどの予測精度が向上する」（金田義行プロジェクトリーダー）としている。

　一方、東海・東南海・南海地震が起きる海域で、海洋機構がこれまでに行った構造探査では、場所によって海底山脈が沈み込んでいたり、プレート（岩板）境界付近から分岐した断層が存在していたりといった地殻構造の違いが明らかになっている。また、三つの地震の震源海域ごとに、プレートの沈み込む速度が異なってもいるという。

　こうした成果も生かしながら、今後得られる海底観測のデータも加えて分析。東海地震の予知に向けた観測網を敷いている気象庁などと連携し、連動地震が起きる仕組みの解明を目指すという。

■標的は東南海地震

　フィリピン海プレートがユーラシアプレートに沈み込む太平洋岸には東海、東南海、南海地震の震源域が連なり、Ｍ８クラスの海溝型巨大地震が過去に何度も日本列島を襲ってきた。

　３つの地震は相互に関連しており、過去数百年の事例などから最初に東南海地震が発生し、南海、東海地震へと連動していくと考えられている。

　そこで東南海地震に的を絞り、震源域の紀伊半島沖熊野灘の地下を詳細に調査するため２００７（平成１９）年に始まったのが、日米主導による統合国際深海掘削計画（ＩＯＤＰ）の「南海トラフ地震発生帯掘削計画（南海掘削）」だ。

　■巨大地震を再現

　南海掘削は４つのステージに分けられ、日本は、科学船として世界最高の掘削能力を持つちきゅうを投入。今月１５日から始まったステージ３でプレートの境界にあたる巨大地震断層への掘削作業を始めた。８月までの航海では、水深約２キロの海底にガスなどの噴出防止装置を設置。船底から降ろしたパイプと接続し、海底下約８００メートルまで掘り抜く予定だ。

　掘削開始地点はプレートの沈み込みによるひずみが蓄積しやすく、地震発生の引き金と目される固着部分（アスペリティー）の真上。海底下約６～７キロ付近のプレート境界面には１３～１４年ごろに到達するという。震源断層の部分を含むように、直径約７センチ、高さ１００～２００メートルの円柱状の岩石試料を採取する。

　岩石試料は組成などを分析するだけでなく、地震発生の再現実験に使用。１千気圧以上の地下の圧力環境を模した大水槽に試料を入れ、地殻のひずみに相当する圧力を上下から加える。圧力を徐々に強めていき、試料が真っ二つに割れる“地震発生の瞬間”を見届ける計画だ。

　ちきゅうが掘削する穴は１つだけ。「貴重なサンプルを壊すことになるが、生きた断層を知るには断層自体の破壊強度などを調べることが最も大事」と海洋研究開発機構・地球内部ダイナミクス領域の木下正高・技術研究主幹は力を込める。

　■監視網も稼働

　一方、ＤＯＮＥＴは計２０カ所の観測拠点で構成。震源域の深さ約２～４キロの海底に高精度の地震計や津波を探知する水圧計などを分散配置し、総延長約４５０キロの光ケーブルでつないでリアルタイムのデータ取得を行う。

　既に基幹ケーブルは設置済みで、今年３月に最初の１カ所が稼働。今年度中に２０カ所すべてを稼働させる予定で地殻活動の詳細解析を行い、緊急地震速報の高度化にもつなげる。

　東南海地震に対するアプローチは、ちきゅうによる掘削が“外科療法”で、ＤＯＮＥＴは海底から地下を診断する“内科療法”に相当する。南海掘削の最終ステージでは、試料採取後の坑内に観測装置を設置する予定。断層に関するデータは質量共に充実する。

　海洋機構地震津波・防災研究プロジェクトの高橋成実サブリーダーは「地震研究は新たなステージに入った。今後は南海地震の震源域にもＤＯＮＥＴを広げ、東南海地震との連動性評価のレベル向上につなげたい」と意欲を燃やす。

震源断層の岩石採取　「ちきゅう」が掘削開始

【マグニチュード8クラス　死者2万8千人】

東海、東南海、南海地震は、日本列島が乗る陸のプレート（岩板）とフィリピン海プレートの境界で起こる海溝型地震で、単独でもマグニチュード（Ｍ）８級の巨大地震となる。政府の地震調査研究推進本部によると、今後３０年以内の発生確率は東海地震（Ｍ８程度）が８７％、東南海地震（Ｍ８・４前後）が６０～７０％、南海地震（Ｍ８・４前後）が５０％と見積もられ、今世紀前半のうちに発生する可能性が高い。

　過去の発生パターンから、１００～１５０年間隔で発生する「周期性」と３地震が歩調を合わせて活動する「連動性」が知られ、宝永地震（１７０７年、Ｍ８・６）のように３つの震源域が同時に動いた場合には、最悪で死者２万８０００人、経済的損失は８１兆円という膨大な被害が想定される。

東海・東南海・南海地震の連動が懸念される

一方、過去の津波の履歴やコンピューターシミュレーションなどの最新の研究成果から、多くの地震研究者は「次の活動が、連動型の超巨大地震になる可能性が高い」と指摘する。だが、海底震源域の詳細な観測や構造探査はほとんど手つかずで、直接的に連動の可能性を探る研究はこれまで実施されなかった。

【海底探査による中期予測（10年確率）を目指す】

計画では、観測網が手薄な太平洋沖を中心に４００台の海底地震計を新たに設置し、震源域の構造や地殻変動の様子を詳細に探る。また、海底音波探査による深部構造の調査や海域での津波観測も充実させる。これらの実測データに基づいて、地震予測のための物理モデルを構築し、スーパーコンピューターによる高度なシミュレーションに結びつける方針だ。

　東海、東南海、南海地震のシミュレーションはこれまでにも、海洋研究開発機構などが地球シミュレータで実施しているが、連動パターンがどんな要因（パラメーター）で決まるのかといったメカニズムの解明までには至っていない。連動のメカニズムを突き止め、経験則に基づく現行の長期予測（３０年確率）から一歩進んで、物理モデルに基づいた中期予測（１０年確率）の実現を目指す。平成２０年度予算案に１２億円を計上、５年間で６０億円規模のプロジェクトとなる。新たに投入される海底地震計などで、震源域の構造をどこまで詳細に解明できるかが、計画全体の最大のポイントになりそうだ。

【連動型の超巨大地震を前提に】

連動型の超巨大地震が発生すると、日本の存続を揺るがしかねない被害が予測されるが、現在の日本の地震防災対策は３地震が同時発生するケースを想定していない。

　東海地震と東南海・南海地震は切り離されているからだ。たとえば、東海地震の警戒宣言が発令され、東南海・南海地震の連動も懸念される場合でも、連動を想定した具体的な事前の対策は策定されていない。文科省は連動性評価に基づいて被害予測や復旧・復興に関する政策研究も進めるとしているが、国の地震対策が今のままでは成果を十分に生かしきれない可能性がある。

　最も重要なのは被害の軽減に直結する地震対策を、一日も早く「連動型」に転換することだ。

東南海・南海地震の予測は可能か？

駿河湾から四国沖に延びる「駿河湾トラフ」と「南海トラフ」は、太平洋側のフィリピン海プレートと西日本のユーラシアプレートの境界にあたります。このうちフィリピン海プレートは、１年に約４センチ程度の速度で北に向かって進んでいますが、２つのプレートの境界面は引っかかりが多く、スムーズに動けないという状況が常に生じています。やがて、この引っかかり部分が一気にずれ大きな地震が引き起こされることとなります。これが、「東海地震」「東南海地震」および「南海地震」が起こる大凡の仕組みです。

また、これらの地震は、過去からともに連鎖する傾向があります。1707年の宝永地震では東海沖から四国沖のプレート境界がいっせいにずれ、室戸岬が２ｍ近く隆起した一方、高知市が２ｍ沈降するという非常に強い力が働きました。その後の1854年 安政東海地震においても東海地震の32時間後に南海地震が発生、1944年 昭和東南海地震では、やや遅れて２年後に南海地震が発生しています。

このため、国がや各自治体が、被害想定や防災対策を行う場合、これら３大地震の連鎖を念頭において対策を講じる必要があります。

東海地震が引き金となって３大地震が発生

東南海・南海地震の想定震源域

この海域では、１６００年以降、１６０５年の慶長地震（Ｍ７．９）、１７０７年の宝永地震（Ｍ８．６）、１８５４年の安政南海地震（Ｍ８．４）、１９４６年の（昭和）南海地震（Ｍ８．０）が発生しており、いずれも東南海地震と同時、または東南海地震の発生後２年以内に南海地震が発生しています。この領域で今後３０年以内に地震が発生する確率は、概ね５０％強程度と考えられています。

　また、次の南海地震と東南海地震の発生時期の関係は、過去の事例から、同時又は相互に近接して発生するかのいずれかである可能性が高いと考えられます。後者の場合には、東南海地震、南海地震の順番で発生する可能性が高いと考えられます。 尚、参考までに、前回の昭和東南海地震（1944年）・昭和南海地震（1946年）の震源域もあわせて掲載しておきます。

昭和東南海地震・昭和南海地震の震源地

海溝やトラフでは、海をのせたプレートが、陸をのせたプレートの下に沈みこんでいる。その際、陸側のプレートの先の部分を引きずりこんでいく。ゆがみが限界に達した時、陸側のプレートがはね上がって、巨大な地震が発生する。これを「プレート境界型地震」もしくは「海溝型地震」といい、以下のような特徴があります。

●M8以上の巨大地震になる。

●被害の範囲がとても広い。

●震源域が海の下なので、海底が動き、大きな津波が発生する。

●同じような場所で数十～数百年おきに地震が発生する。そのため予測できる可能性がある。

実際に、東海地震～東南海・南海地震のケースでプレート名を当てはめてみると以下のようになります。

①海側のフィリピン海プレート(1)が毎年数cmの割合で陸側のユーラシアプレート(2)の下方に潜り込む。
②ユーラシアプレートの先端部が引きずり込まれることでひずみが蓄積する。
③ひずみが限界に達すると、ユーラシアプレートが跳ね上がり地震や津波が発生する。

東南海・南海地震が起こる仕組み

日本は世界でも有数の地震国です。震度6弱以上の大きな地震が、2000年からほぼ毎年どこかで起こっています。2008年7月には岩手県でマグニチュード（M）6・8の地震（最大震度6強）、2009年8月には駿河湾沖の静岡地震等が記憶に新しいところです。どうしてこんなに地震が多いのでしょう。日本に住む限り、私達は地震を避けることはできないのでしょうか？

【地震は日本の宿命】

結論を先にいえば、日本は地震が多発する宿命にあります。それは、地球上で有数の地震発生地帯にあるためです。地球は、陸や海をのせた十数枚のプレート（岩板）で覆われていますが、各プレートは、それぞれちがう方向に年間数センチの速さで動いています。そのため、プレートどうしが押したり引いたりする巨大な力が働き、互いにせめぎ合い、この力が地震の原因となります。

世界の主な大陸プレート

さらに日本は、北米（北アメリカ）プレート、ユーラシアプレートなど、四つものプレートが集まる「プレートの交差点」にあります。ちょうど下図の点線の部分がプレートの境目で巨大地震を起こしやすい場所になっています。このうち、駿河トラフ～南海トラフが、「東海地震」「東南海地震」「南海地震」の原因となる境界線です。また、南関東はプレートが三つも重なり合った上にのっており、いかに危険性が高い地域かがよくわかります。

日本の下で４つのプレートが重なり合っています。

※海溝……深い海の谷で、陸のプレートの下に海のプレートが沈みこんでいる場所。トラフも同様だが、海溝より浅い。いずれも日本の東側海域にいくつもあり、巨大地震を引き起こすポイントとなっている。