「ビッグワン」に関する新たなデータは、避けられない地震災害をより明確に示している

1700 年 1 月 26 日、日本を津波が襲いました。沿岸部の浸水について記された記録から、このことはわかっています。しかし、これらの記録で最も注目すべき点は、記録に書かれていないことです。津波は地震によって移動した水によって発生しますが、1700 年の津波は日本で感じられた地震とは関連がなく、前兆となる揺れはありませんでした。この「孤児津波」は、現在のオレゴン州とワシントン州の沖合で太平洋を横断して発生した大地震によって発生しました。同じ出来事は、太平洋岸北西部の先住民の口承にも残されており、地震の揺れや洪水の記録があります。また、1700 年の成長期が始まる前に突如として枯死した、長い間水没していた幽霊林の年輪にも記録されています。

この地震はマグニチュード9と推定され、集落や部族全体が消滅したという話によれば太平洋岸北西部にとっては壊滅的な出来事であり、人類史上最大級の地震として知られている。現代の地質学的分析により、1700年の地震は過去1万年間にこの地域を揺るがした40回以上の大きな地震の1つであり、同時期に起きたマグニチュード9以上の地震は約20回あったことが今では十分に立証されている。いずれも、ブリティッシュコロンビア州南部からカリフォルニア州北部にかけて走る全長約600マイルの断層線、カスケード沈み込み帯によって起きたものだ。断層に沿って、小さな海洋性ファンデフカプレートが下方にずれ込み、はるかに大きな北米プレートを押し上げており、摩擦と圧力が高まって避けられない破裂を待っている。

地震学者たちは、10 年以上もの間、新たな地震が近づいていると警告してきました。平均すると、この地域では大地震 (マグニチュード 8 以上) が約 230 年ごとに発生しており、さらに大きな地震 (マグニチュード 9 以上) は約 500 年ごとに発生しています。前回の地震から 324 年以上が経過しています。地震を引き起こす突然の変位や断裂は、規則正しく起こるわけではありませんが、いずれは発生します。

新たな研究により、これまで以上に深く二つのプレートの衝突について垣間見ることができる。6月7日にScience Advances誌に掲載されたこの研究には、プレート下部の地形の画像が含まれており、沈み込み帯全体が小さな塊に分割されていることを確認している。このデータと分析は、将来の地震や津波の予測を向上させるのに役立ち、太平洋岸北西部の地震の運命に備えるのに役立つだろう。

「この研究は、大地震が発生する可能性があることが分かっているカスケーディア断層について、これまでにないほど詳細な情報を提供してくれる」と、今回の研究には関わっていない米国地質調査所シアトル支部の地球物理学者エリン・ワース氏はポピュラーサイエンス誌に語った。「これらの結果は、将来の地震や津波のモデルにとって重要な情報となるだろう」とワース氏は言う。

2021年の41日間、研究チームのメンバーは高性能の研究船に乗り、何マイルも後ろに何千もの水中録音装置を並べ、海底に向かって強力な音波を発射し、感度の高い水中聴音機で反響音を集めた。研究者たちは、返ってきた信号の強さとタイミングに基づいて、断層の地形や特徴の大部分を解明することができたと、研究の共著者でワシントン大学の地球物理学教授のハロルド・トービン氏は説明する。「これはレーダーと似た仕組みです」と同氏は指摘する。

しかし、方法の要点は単純だったかもしれないが、収集された膨大な量の情報を分析するのは簡単ではなかった。「すべての処理を実行するにはスーパーコンピューターレベルの作業が必要です。それが、この論文が今になって発表された理由の 1 つです」とトビン氏は付け加えた。彼は、自分や同僚、その他の科学者がデータセットをさらに詳しく調べていく中で、この研究が多くの研究の最初のものになると期待している。

この論文は「ほんの表面をなぞったにすぎない」とオレゴン州立大学の海洋地質学教授、クリス・ゴールドフィンガーも同意する。ゴールドフィンガーは今回の研究には関わっていないが、カスケーディア沈み込み帯に関する世界有数の専門家の一人だ。「彼らは膨大な研究を行ってきたが、データセットにはもっと奥深いものがある。これから何十年もかけて新たな発見が出てくるだろう」とゴールドフィンガーは言う。

このデータプールへの最初の一歩で、トビンと共著者らはすでにいくつかの重要な結果を特定している。まず、彼らの分析は、より小さな水平断層が上部プレートと下部プレートの両方を貫通し、沈み込み帯をセグメントに分割するという既存の理論を裏付けている。（セグメントの正確な数は、分割の定義方法によって異なるが、3～5の間である。）地震では、これらのセグメントがいくつでも関与する可能性があり、一度にずれる量が多いほど、影響を受ける地域、震動の規模、および大惨事の規模が大きくなる可能性がある。

もう一つの重要な発見は、ワシントン沖のファンデフカプレートのセグメント（切り方によって複数のセグメントに分かれる）が非常に滑らかで平坦であることだ、とトビン氏は言う。「直感に反するが、2つのプレートの境界にある断層が滑らかな場合、より粗い断層よりも大きな地震が発生する可能性がある」と同氏は付け加える。滑らかであるということは、プレート間の接触が多く、より広い範囲で摩擦が大きくなり、滑りの拡大を妨げる地質学的特徴が少なくなることを意味する。ワシントンのセグメントがなくなると、特に劇的な事態になるだろう。「これが将来の地震破壊の危険性の大部分を占めると推測できる」と同氏は言う。

この研究は、地域全体の断層の深さなど、沈み込み帯に関するより詳細な情報も提供している。断層沿いの多くの地域で、新しいデータは、断層がこれまで考えられていたよりも浅い（つまり、海底表面に近い）ことを示している。「これは、地面の揺れや津波の危険性に影響を与える可能性があります」とワース氏は言う。「断層に近いほど、または断層が地表に近いほど、地面の揺れが強くなり、津波の発生も大きくなる可能性があります。」しかし、彼女は、このこと、そして研究のすべての観察の正確な影響をよりよく理解するには、より多くの分析と定量化が必要であると強調する。そこでモデルが役に立つ。

「次の出来事が何をもたらすかは、正確にはわかりません」とトビン氏は言う。「大きな出来事（または本当に大きな出来事）は、明日起こるかもしれません。しかし、文字通り何世紀も先の未来になる可能性もあります。知識が多ければ多いほど、ガイドを構築しやすくなります。」

すでに、ワース氏と USGS の同僚たちは、この新しい情報をシミュレーションに取り入れ始めている。最終的には、コンピューターによるテストの結果が、災害研究者がより正確な地震動マップを作成するために、エンジニアが建物の設計と応答をテストするために、そして地方自治体や州政府が建築基準法を決定するために利用されることになるだろう。

規模と深さにおいて前例がなく、将来のモデルの改善に役立つとはいえ、新しい静止データにも限界はある。リス氏によると、海岸線に最も近い断層部分の画像が欠落しており、これは地震の影響を予測する上で「非常に重要」だという。また、調査区域に沿った各データ収集トラックの間隔は、船の航路によって約 50 キロメートル離れているとゴールドフィンガー氏は言う。過去の研究から、この 50 キロメートルのギャップを何らかの情報で埋めることは可能だが、新しいデータほど詳細なものはない。「これは非常に優れたデータセットです」と彼は言う。「50 キロメートルのライン間隔はかなり大きく、その間ではまだ見えないことがたくさんあるのです」

しかし、太平洋岸北西部が大地震の可能性に対していまだに悲惨なほど備えができていないことは、これ以上のデータでわかるわけではない。「科学的コンセンサスは十分に強いので、状況が根本的に変わることはない」とゴールドフィンガー氏は言う。「私たちは、脆弱な都市の地下に時限爆弾を発見したような状況にある」。近年、学校の改修や津波避難タワーの建設に向けた草の根運動が成果を上げているが、オレゴン州とワシントン州は、日本や隣のカリフォルニア州など、地震多発地域に比べて依然として大幅に遅れをとっている。「建物の倒壊はトルコやハイチに限られる。建築基準法が（まったくないか、施行が不十分な）場所だ」とゴールドフィンガー氏は言う。「しかし、太平洋岸北西部もトルコやハイチと同じ状況にある。1994年まで十分な建築基準法がなかったからだ」

シアトル、ポートランド、タコマ、そして地震帯にある他の主要都市には、倒壊しやすい補強されていない石造りの建物が至る所にある。津波浸水地域内の海岸沿いには、避難経路のない学校もある。地震から身を守るための最善策に関する一般的なアドバイスさえ、カスケーディア地域の危険にさらされている場所や人々の多くには当てはまらない可能性が高いとゴールドフィンガー氏は言う。「私たちのインフラは非常に脆弱で、大地震が近づいています。そのことを人々に何と伝えればよいのでしょうか？」

訂正 2024年6月7日 19:17 : 滑らかなフアン・デ・フカプレートに関する引用の帰属が更新されました。トルコの建築基準法の詳細が明確になりました。