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

石川客員教授は「東日本大震災の発生により、Ｍ９地震の震度分布や、その後の余震の震度分布が明らかになったことから、宝永地震との比較が可能になった」としている。

　石川客員教授は宝永地震による震度分布と発生から１カ月間に余震が起きた地域の面積を東日本大震災と比べた。その結果、震度６だったエリアは宝永地震が５９０キロで東日本大震災の４５０キロを上回った。余震域の面積は東日本大震災の１・４倍だった。

　こうしたことから、石川客員教授は「宝永地震の規模はＭ９・１～９・３の大きさだった可能性が高い」としている。

　東海・東南海・南海地震をめぐっては東日本大震災後、宝永地震の震源域が日向灘沖まで広がっていた可能性が指摘されたり、大きな津波被害を起こしたとされる慶長地震（１６０５年）タイプと宝永地震タイプが連動した地震が発生する可能性なども新たに検討されたりしており、Ｍ９クラスの地震モデルの構築が進められている。

　しかし、石川客員教授は「従来の宝永地震だけでも東日本大震災より大きな地震だった可能性がある。新しい地震モデルを求めることより、宝永地震がどのような被害をもたらしたのか、実態を改めて調査検討し直す必要がある」としている。

　この日、石川客員教授の発表に先立ち、地震予知総合研究振興会・地震調査研究センター解析部の松浦律子部長も「東海・東南海・南海地震が３つ連動したと考えられてきたが、宝永地震に関する過去の研究や文献を精査した結果、全く別物の巨大地震だった可能性がある」とし、宝永地震を再調査する必要性を訴えた。

宝永地震は東日本大震災に匹敵？

東日本大震災の最大の特徴は海溝付近でプレート境界が大きく滑り、この影響で津波が巨大化したことだ。西日本の太平洋側に伸びる南海トラフ沿いでも、同じメカニズムの連動型巨大地震が起きる懸念が強まっている。

　海溝付近では、揺れはそれほどでもないが、海底が大きく隆起して津波が巨大化する「津波地震」が起きる。東北地方では明治三陸地震がこのタイプだ。

　海溝付近のプレート境界は地盤が非常に軟らかく、固着していないと考えられていたが、大震災では宮城県の沖合を中心に大きな滑りが発生。津波地震と陸側の海溝型地震が広範囲で連動するという地震学の常識を覆す事態が起きた。

　一方、南海トラフで起きる地震の想定では、東海、東南海、南海地震の３つが連動した宝永地震（Ｍ８．６、１７０７年）が最大級とされてきた。しかし、東大地震研究所の古村孝志教授のシミュレーションによると、宝永地震と津波地震の慶長地震（１６０５年）が連動する東日本大震災型が起きた場合、津波の高さは宝永の約１．５～２倍に達するとの結果が出た。

　巨大津波の痕跡は実際に見つかっている。高知大の岡村真教授らは高知県や大分県の沿岸部の池で津波堆積物を調査。宝永型が３００年程度の間隔で繰り返すことや、約２０００年前には宝永を上回る巨大津波が襲ったことを確認した。

　南海トラフでは従来、東西に並ぶ３地震の連動や、震源域が九州の日向灘までのびる可能性が議論されてきた。しかし東日本大震災を受け、今後は海溝付近の津波地震を含む「大連動」を真剣に検討する必要がある。次の地震が単独型で起きる保証はどこにもない。

　このため政府は地震調査委員会で想定の見直しを進めると同時に、南海トラフの巨大地震に関する検討会を先月、内閣府に設置。大震災の教訓を生かすため、新たな防災対策づくりを急いでいる。

南海トラフに大連動地震の危険

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1944年に起きた東南海地震の断層

過去の巨大地震の海底地震断層とその活動履歴の推定は、古文書や陸上に残された痕跡などから類推するのが一般的だ。しかし、地震対策などを効果的に進めていくためには、海底地震断層を特定し、確度の高い活動履歴に基づいて大作を策定していくことが重要となる。そのためには、過去の巨大地震についての位置と時間を正確に記録している痕跡の確認が課題だが、海底の調査は時間と費用がよりかかるのは説明するまでもない。

今回の研究では、強い地震動によって海底表層が破砕される「ブレッチャ化」に着目して(画像2)、その検出が進められた。泥層の破砕であるマッドブレッチャは、目視確認が困難なため、医学用でもお馴染みのX線を走査して試料の三次元内部構造を可視化する非破壊分析装置のX線CT(X線コンピュータトモグラフィ)による識別・確認が試みられた次第だ。

ステージ1にて採取した巨大分岐断層を含むコアについてX線CTで三次元組織分析を行ったところ、巨大分岐断層の上盤側(画像1)表層部である海底面から80cmまでの間に、明瞭に識別される5層のマッドブレッチャが存在することが確認された。なお、このコアについては、より深い部分の断層本体が過去に地震性すべりを起こしていた痕跡が見つかっていることは、2011年4月に発表済みだ。

一方、断層の下盤側コアには、マッドブレッチャはほとんど含まれていないことが判明。南海トラフに卓越する逆断層型の地震では、断層の上盤側が強く揺さぶられ、被害が上盤側に偏ることが確認されており(2008年の宮城・岩手内陸地震、1999年の台湾中部地震など)、マッドブレッチャが巨大分岐断層の上盤側にだけ分布しているという事実は、巨大分岐断層が地震動の原因であったことを意味する。

さらに今回発見された5層のマッドブレッチャについて、半減期22.3年の「鉛210」と半減期5730年の「炭素14」による放射年代測定も実施。結果、最も直近のマッドブレッチャの年代は、1950年±20年であり、1944年の東南海地震と一致することが判明した(画像)。

また、それより下位の古いマッドブレッチャの年代は、約3500～1万年前であり、歴史記録に記された地震と一致するものは確認されていない。これは、この巨大分岐断層では、約100～150年感覚といわれる南海地震の周期よりも、より長周期の大きな地震活動のみが記録されている可能性を示唆している。

今回の成果は、過去の巨大地震について、深海底のどの断層がいつ動いたのかを物証から検証することを実現したものだ。これにより、巨大地震発生の際に巨大分岐断層が動くことも想定して地震規模の推定を行えるようになるため、より正確な被害規模の推定が可能になることが期待されている。

　慶長地震は、関東～四国の広い範囲に津波被害を与えたが、現在この海域で、震源の浅い津波地震の発生は想定されていない。古村教授は「巨大地震とは別に、津波地震対策も必要だ」と指摘している。

特に、１６０５年２月３日に起こった「慶長大地震」は、地震による揺れや地震動そのものの被害は少なかったが、津波による溺死者は最大で１万人を超えると推定されている。「大きな揺れ＝津波」は人々の脳裏に刻み込まれているが、揺れをそれほど感じなかったため、多くの人が逃げ遅れたと考えられる。

これに対し、東南海～南海地震を引き起こすとされる「南海トラフ」は、駿河湾から四国沖の海底に延びる深い溝。海のプレートが陸のプレートの下に沈み、境界にひずみがたまって、９０～１５０年周期で巨大地震（東海、東南海、南海地震）が起きている。震源の深さは、より深く１０～３０キロと推定される。

大きな地震動を伴わずに巨大な津波をもたらす、通称「津波地震」。三陸地震やチリ地震津波と同様に、こうした地震が将来発生した場合に避難が遅れ大きな津波被害が出る可能性がある。揺れの程度で素人判断をせず、津波情報には細心の注意を払う必要がある。

慶長地震の震源域

【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？

■スラブ内地震

　８月から１０月にかけて、日本の近海やインドネシア、南太平洋の島嶼（とうしょ）域で、規模の大きい地震が相次いだ。いずれも、プレート（地球を覆う岩板）境界に沿った地震多発地帯だ。

　プレート境界で発生する巨大地震の典型は、陸側プレートと海洋プレートの境界面が急激にずれるプレート境界（海溝型）地震で、１０月８日のバヌアツ沖の地震（Ｍ７・８）はこのタイプだった。２００４年のスマトラ島沖地震や今世紀前半に起こる可能性が高いとされる東南海、南海地震も海溝型だ。

　これに対し、８月１１日の駿河湾の地震（Ｍ６・５）、９月３０日のスマトラ島沖地震とサモアの地震（Ｍ８・０）は、陸側プレートの下に沈み込む海洋プレートの内部で破壊が起こった「スラブ内地震」と呼ばれるタイプだった。

　１０月中旬にスマトラ島の被災地で現地調査に参加した東北大学の今村文彦教授（津波工学）は「震源がプレート境界より深い今回の地震では、０４年、０５年のような大津波は発生しなかったが、揺れによる被害が大きく、耐震性の低い建物は全滅状態だった」と語る。

　■空白域

　パダン市沖を震源とする今回のスマトラ島沖地震は、海溝型地震の空白域で起きた。震源の北側には０４年と０５年の海溝型地震の震源域が連なり、南側では０７年にＭ８・５の海溝型地震が発生している。

　南北に延びるプレート境界の中で、パダン市沖だけが割れ残ったため、「パダン市沖の空白域では、いずれプレート境界型の巨大地震が起こるだろう」と指摘されていた。

　今村さんは「今回はスラブ内地震だったので、プレート境界の歪みが解放されたわけではない。被災地では復旧、復興に取り組みながら、次の海溝型巨大地震にも備えなければならない。同じような状況は日本でも起こる」という。

　■南海トラフ

　駿河湾から四国沖にかけて、南海トラフ（浅い海溝）に沿って東海、東南海、南海地震の震源域が並んでいる。終戦を挟んだ１９４４（昭和１９）年と４６年に東南海、南海地震が発生した。このとき割れ残ったのが東海地震の震源域は、海溝型地震の空白域として「いつ地震が起きてもおかしくない」とされる。

　１８５４年には、東海、東南海の震源域が同時に動いた安政東海地震の３２時間後に南海地震が発生。その前の１７０７年には３つの震源域が同時に活動した。

　次の活動がどんなパターンになるかは分からないが、日本でも巨大地震が続けざまに起こることは覚悟しなければならない。「終戦前後の混乱で、前回の東南海、南海地震の教訓は埋もれてしまった面もある。スマトラ島沖地震から学ぶことは多い」と今村さんは強調する。　

　９月の地震で壊滅的な被害を受けたパダン市周辺でも耐震性の高い建物はほとんど無傷だったという。今村さんは「地震が起きてからでは、次の地震が切迫していることが分かっていても、できる対策は限られる。建物の耐震化が被害軽減に直結することを、スマトラ島沖地震で改めて認識した」と話している。

スマトラ島沖地震－プレート境界地震の典型

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