巨大地震の高速破壊は、尺取虫の歩みのように広がる―2018年インドネシア地震の特異な破壊成長過程を解明：筑波大学ほか
(2020年7月17日発表)
筑波大学生命環境系・山岳科学センターの奥脇亮助教、八木勇治教授、清水宏亮大学院生（現気象庁）と立命館大学理工学部物理学科の平野史朗助教らの研究グループは、2018年にインドネシアで発生した巨大地震が、断層の屈曲に沿って破壊が進んだり止まったりを繰り返し、尺取虫のように進むという特異な様式だったと、7月17日に発表した。巨大地震の発生メカニズムの理解につながると共に、将来、発生する地震が巨大化するか、中、小程度に止まるかのリスク評価にも役立つものとみている。
地震を引き起こす断層は、折れ曲がりや段差が絡み幾何学的に極めて複雑な形状になっている。この複雑さこそが、地震破壊の伝搬を進めたり止めたりするカギとなることが、これまでの理論研究や数値シミュレーションで提案されていた。しかし断層の複雑さと地震破壊の進展の関係は検証が困難だった。
八木教授の研究室は、これまでに断層滑りと断層形状を同時に推定する新たな「地震波形解析手法」を開発し、断層滑りが時間、空間でどのように変化するかを推定できるようにした。今回は2018年にインドネシアで起きたマグニチュード7.6の巨大地震に、この手法を当てはめて関係を調べた。
解析には全世界に配置されたデジタル地震観測網による遠地実態波を使った。遠地実態波とは、震源から地球内部を伝わって約3,000Kmから１万Kmの遠方で観測された地震波のこと。
それによるとインドネシア地震での破壊域は、地震発生源から150Km南まで広がり、特に南60Km地点では約4.25mの大きな断層滑りが起きていることが確認された。
地震破壊の進む速度はけっして均一ではなく、震央付近で約10秒間ほど足踏み停滞したあと、南に急速に破壊が進むなど、動きは停滞と進展を繰り返していることが分かった。
断層滑りの変化と衛星画像解析で推定された断層形状を比較したところ、断層の折れ曲がりが破壊成長にとって不都合な配置の場合には足踏みをし、逆に好都合な配置では進展することが分かった。
つまり断層の折れ曲がりの複雑さが、地震破壊の伝わり方を進めたり遅らせたりさせる要因になっていた。これはまるで尺取虫のように運動する特異な振る舞いであり、実際の地震波形データで解析に成功したのは初めて。
断層の形状はどこでも複雑である。このためスケールの違う地震や、プレートの沈み込み帯などでも同じようなことが起きているかを調べ、将来発生する地震が巨大化するか、中小規模に止まるかなど地震リスクの評価につなげたいとしている。
