地震で津波が起きる理由はなんですか？
断層が活動して地震が発生した時に、海底にまで断層のずれが達して海底面が上下に変化すると海水が上下に移動させられてその地形変化が海面に現われ水位の変動がうねりとなって周囲に広がり、津波となります。大地震においては、数十kmから時に1,000 kmを超える長さ、数十kmから数百kmの幅の範囲で、数十cmから数十mという規模で、数十秒から数分の間に、海底が一気に起きます。この体積変化のエネルギーは巨大で波長が非常に長いため、ほとんど失われることなく海水面の隆起や沈降に変換されて津波を生じます。
小笠原諸島西方沖地震 (2015年) 断層破断が原因で発生することが多い通常の地震とは違い、超高圧・超高温で断層の破壊は起きにくいとされる超深部で本件のような大規模な地震が発生したメカニズムは、2017年の東北大学大学院の調査では、沈下・断裂による太平洋プレートの歪みの蓄積、プレート内部での鉱物の状態・構造変化(相転移)、マントルによるプレート加熱など、複合的な要因によるものと推測された。
なお、5月30日21時46分には、この地震の余震とみられるM3.6の地震が発生している。この余震は、震源の深さが698kmと本震よりもさらに深く、気象庁震源カタログによれば、日本で発生した地震としては観測史上最も震源が深い地震となった。
ちなみに、世界で過去に発生した深発地震の中で最も震源が深い地震は、地震カタログによっても異なるが、USGSのカタログではフィジー付近で深さ700kmを超える地震が記録されている。
東北地方太平洋沖地震および津波のメカニズム 東北地方から房総沖にかけての日本海溝沿いでは、869年に発生した貞観地震が記録に残る最も古い地震である。しかし16世紀以前の地震は、記録が残っていないなど資料不足が原因で欠落があるものと考えられている。そのため近年、津波による堆積物の調査、地震による地割れや液状化現象による噴砂の跡などを調査によって確認し、記録に残っていない過去の地震について把握する研究が進められるようになった。
中でも最も注目されたのが869年の貞観地震であった。貞観地震については、六国史の日本三代実録に陸奥国で大地震が発生し、巨大な津波が押し寄せたことが記されており、早くも1906年には「歴史地理第8巻第12号」に、吉田東伍による論文が発表された。吉田は日本三代実録の記述を詳細に分析、検討し、貞観地震が陸奥国に極めて大きな被害をもたらしたことを明らかにするとともに、貞観地震の真の姿を知るために更なる研究の必要性を訴えた。しかしその後貞観地震についての研究はなかなか進まなかった。事態が変化したのは1987年、仙台市若林区荒浜で貞観地震のものと考えられる津波堆積物が検出された後のことであり、吉田の指摘から80年以上が経過していた。1990年には仙台平野で検出された津波堆積物の内容から、貞観地震の際、仙台平野に2.5-3メートル程度の津波が押し寄せたとの研究が発表され、その後2002年から2009年にかけて地震調査研究推進本部による津波堆積物調査が行われるなど、2000年代に入って貞観地震による津波によって形成された津波堆積物などの研究、分析が進み、東北地方太平洋沿岸の広い地域に津波が押し寄せていた実態が明らかになってきた。また貞観地震以外の津波堆積物も検出され、東北地方太平洋沿岸には数百年-千年程度のスパンで巨大な津波が押し寄せていたことも明らかになってきていた。これら最近の研究成果を踏まえ、地震調査研究本部の地震調査委員会では貞観地震など過去に東北地方太平洋沿岸を襲ったと考えられる巨大地震を考慮に入れた地震予測の更新を検討していたが、その結論を待たずして東北地方太平洋沖地震が発生してしまった。
東北地方の陸地は東西圧縮による隆起が確認されているが、東北地方の太平洋沖合いの地質調査では違った地殻変動が確認されている。東北地方の太平洋沖約1500-3000メートルの海底から、陸や陸近くの浅海で堆積したと考
インド西部地震 この地震は内陸地殻内地震であり、規模はモーメントマグニチュード7.7 (リヒタースケールでは6.9)、震源の深さは約16kmであった。死者2万人以上、負傷者15万人以上が出たほか、数十万人が家を失い、100万棟以上の建物が倒壊または損傷した。
インド政府は、復興を急いだため各国から支援を積極的に要請したが、それが仇となり、違法建設などでギャングの勢力を強める結果となってしまった。そのため、インドは2004年のスマトラ島沖地震で津波による被害を受けたが、支援を拒否し、逆に他の被災国を支援する側に回った。
この地震はインドプレート内で起き、プレート内地震としては世界最大級だと言われている。
安政東海地震 ロシア軍艦ディアナ号の記録では、下田において地震動の後、15 - 20分後に津波が到達し、2回目に押し寄せた津波が5 - 6m(『ハリス日本滞在記』では「その大波は三十呎の高さがあったと云はれてゐた。」)に達し、昼過ぎまでに7 - 8回押し寄せ家屋を流出させた。湾内には大きな渦が生じ停泊中のディアナ号は浸水により何回も回転して大破し、津波が収まった後、修理を試みようと戸田港へ廻航する途中、暴風雨も重なり流されて11月27日(1855年1月15日)20時頃、田子の浦沖で座礁し、漁船でけん引中、12月2日(1855年1月19日)14時頃に沈没した(『下田日記』)。下田では841軒が流失、30軒が半潰、無事の家は4軒、99人が流死した。当時の下田は日露通商交渉の場であったため、いち早い復興が求められていた。幕府の急用状によって、地震6日後の11月10日には米1,500石、金3,000両が下田に届けられ、罹災者救済金は、流失家一軒に金三分、浸水家一軒に金二分、死亡者一人に銭一貫文が配分された。
浜名湖入口の舞坂では今切の渡船場で「浪高さ三丈(9m)ばかり相見え」の津波に襲われ、舞坂宿では流失8軒、全壊58軒、破損214軒の被害となりながら死者は無かった。宝永津波の教訓の伝承が生かされたものと思われる。新居では、浜の方では二丈六尺余(8m)、御関所にては一丈余 (3m) の津波が襲来し、人家が流れ関所が倒壊した(『安政大地震』(新居町関所資料館))。以降潮が高くなり渡船も危険となったため、翌年に参勤交代など旅路は迂回路である木曽路あるいは本坂通が利用された。これは宝永地震後も同様であった。
名古屋においては、地震によって河川堤防が決壊したところに津波が河川を遡上し、浸水した。材木426本、船4隻が流失、家4081軒が流失あるいは倒壊、領内田畑440石に汐入り、507石に砂入り荒廃した(『御城書』)。名古屋は、河川が多く、河川遡上が起きやすい構造となっている。
東北地方太平洋沖地震および津波のメカニズム 2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震発生後、極めて活発な余震活動が震源域とその周辺で発生した。本震発生後約20分後には震源域北端に近い岩手県沖でM7.4、本震の約30分後にはこれまでの中で最も大きなM7.6の余震(最大余震)が震源域の南端に近い茨城県沖で発生し、更に4月7日には宮城県沖でM7.2の余震が発生した。また余震の回数はこれまでで最も多くの余震が観測された1994年に発生した北海道東方沖地震の余震数を大きく上回った。
東北地方太平洋沖地震の本震は、プレート境界で発生した低角逆断層地震であるが、余震は本震と同じメカニズムの地震ばかりではなく、正断層や横ずれ断層タイプの地震も多い。これは多くの余震は巨大な本震によって、本震を引き起こしたプレート境界周辺にひずみが生じたことによって発生していることを示している。
余震の発生場所については、本震発生後時間を経過するにつれて拡大する傾向が見られる。特に震源域南側の茨城県から千葉県房総半島の沖合へ広がっている。また震源の深さに着目してみても、余震は本震の震源域となったプレート境界やその周辺に広く発生しているが、3月9日から11日までに発生した前震と見られる地震がほとんど見られなかった、東北日本が乗る島弧地殻の深部にあるマントル部分と沈み込む太平洋プレートが接する付近で多くの余震が発生しており、この余震が活発な領域は大きな余効変動が見られる震源域の南部、そして深部のプレート境界と一致しており、東北地方太平洋沖地震の後の余効変動が大きな場所で活発な余震活動が発生している。一方多くの前震が発生した地殻と沈み込む太平洋プレートの境界部分で発生する余震は比較的少なく、発生している余震も多くがプレート境界より浅い地殻内で発生している。また東北地方太平洋沖地震発生前、前震活動ともにほとんど地震活動が観測されていなかった日本海溝の海溝軸付近では、沈み込む太平洋プレート内で余震活動が見られるようになったものの、やはりプレート境界部分ではほとんど地震の発生がない。日本海溝付近は本震時に数十メートルに及ぶ大規模なすべりが発生したものと考えられており、そのような大きなすべりが発生した場所でほとんど余震活動が見られない理由としては、この部分は通常時には極めて強いプレート同士の固着があり、東北地方太平洋沖地震後すぐに強固な固着が復活してしまった可
東北地方太平洋沖地震および津波のメカニズム 東北地方太平洋沖地震は、2011年3月11日14時46分 (JST) に三陸沖(宮城県沖)を震源として発生した。震源の深さは約24キロ、地震の規模を示すマグニチュードはMw9.0であり、これまで日本国内で観測された地震の中で最も規模が大きく、世界的に見ても1900年以降に発生した地震の中では、1960年のチリ地震、1964年のアラスカ地震、2004年のスマトラ島沖地震に次ぎ、1952年のカムチャツカ地震と同規模であり、極めて規模の大きい超巨大地震であった。また、東北地方太平洋沖地震は東北日本が乗る陸側のプレートが、日本海溝に沈み込む太平洋プレートによって引きずられることに伴って蓄積したひずみが開放されることにより、太平洋プレートの上面で発生したプレート境界型地震である。
震源域となる断層領域は南北約400-500キロ、東西約150-200キロに及ぶが、マグニチュード9クラスの地震としてはすべり域が小さい。一方、宮城県沖の日本海溝海溝軸付近で局地的に推定50mを超える極めて大きなすべりが発生したと考えられ、これはこれまで観測された他の超巨大地震のすべりよりも遥かに大きい。地震によって大きくすべった東北日本が乗る陸側のプレートの海面下の変動によって、極めて大きな津波が発生し、東北地方の太平洋沿岸を中心として甚大な被害が発生した。そしてマグニチュード9の巨大地震は大きな地殻変動を引き起こし、東北日本が大きく東側に引っ張られ、また東北地方から関東地方の太平洋沿岸一帯の広い範囲が沈降した。地震後も地殻変動は続いており、これまで東西方向の圧縮力がかかっていたものが一転ひっぱられる力が働くようになったため、活発な余震活動や誘発地震活動が続き、火山活動の誘発も懸念されている。
日本地震学会地震予知検討委員会が2007年に刊行した「地震予知の科学」では、アスペリティモデルによって地震現象の理解が飛躍的に進み、同モデルに基づく地震発生の長期評価によって、将来どこでどのくらいの規模の大地震が発生するかについては想定ができているとした。しかし実際にはMw9.0という超巨大地震が、全く想定していなかった東北地方太平洋沖のプレート境界で発生してしまい、地震科学が社会にどのように貢献していくべきかとの自問とともに、2011年10月に行なわれた日本地震学会秋季大会は反省一色に包まれた。これまで東北地方
震源 断層の破壊は震源となる場所1か所で起こるものではないので、破壊が最初に発生した場所を震源、破壊した領域を震源域(しんげんいき、source region)とよぶ。基本的に地震の規模が大きくなるほど震源域も大きくなる。マグニチュード(以下単にM)8を超えるような巨大地震の場合、数百kmにおよぶこともある。長野県中部地震の震源面積は京都市東山区とほぼ同じだが、規模がM9.0の東北地方太平洋沖地震(2011年)の震源域は岩手県沖から茨城県沖まで南北500 km、東西200 kmにわたった(東北地方を南北に5分割した一片にほぼ相当する)。よって余震の震源点も一点ではない。地震学においては、震源域と断層面はほぼ同義である。
小規模な地震では震源域が極めて小さく、断層破壊が震源に集中している場合も多い(ポイントソース)。逆に大規模な地震では震源域が広い。
断層が場合によっては数百 kmにわたり破壊される地震という現象の中で、単に断層の破壊が始まった点にすぎない震源が重視されるのは、震源のみが後述のように地震波の到達時刻をもとに、地震発生直後に判定できるからである。
宮城県沖地震 (2011年) 2011年(平成23年)4月7日23時32分43秒、宮城県沖 (北緯38度12.2分・東経141度55.2分) の深さ66 kmを震源とするM7.2 (Mw7.1) の地震が発生し、宮城県仙台市(宮城野区)と栗原市で最大震度6強の揺れを観測したほか、北海道から中国地方にかけての広い範囲で震度4〜1の揺れを観測した。気象庁は、速報値では地震の規模をM7.4としていたが、後にM7.1に修正し、震源の深さも速報値の約40kmから66kmに訂正した。2011年12月以降の気象庁報道発表、及び気象庁一元処理震源リストではM7.2とされている。
気象庁は地震発生直後の23時34分に、宮城県に津波警報を、青森県太平洋沿岸、岩手県、福島県、茨城県に津波注意報を発表したが、津波は観測されず、翌8日0時55分に全て解除した。津波を予測したものの観測されなかった理由は、津波警報・注意報を発表した際に求めたマグニチュードが、最終的に求めたモーメントマグニチュードよりも少し大きかったためだと考えられる。
2日後の9日18時42分には、この地震の余震とみられる最大震度5弱の地震も発生している。