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1 首都圏で起きる地震の姿 東京大学地震研究所 平田直 日時 : 平成 24 年 9 月 15 日 ( 土 ) 午後 2 時 ~4 時場所 : 葛飾区医師会館 3 階主催 : 葛飾区医師会 1 後援 : 葛飾区 内容 1. 地震と震災 2. 南関東ではたびたび大地震が起きていた 3. 首都圏地震観測網 4. 関東の下の地震の分布とプレート境界の位置 5. 中央防災会議 (2005) の想定地震震源断層と 新研究によ る震源断層モデル 6. 5つのM7 地震はどこで起きたか? 7. 東京都の地震被害想定 ( 平成 24 年 4 月 ) 年東北地方太平洋沖地震の首都圏への影響 9. 余震と関東の地震活動 10. 巨大地震と災害 11. 南海トラフの巨大地震 12. まとめ 地震と震災東北地方太平洋沖地震 1. 地震自然現象 災害誘因と災害素因の関係 2. 地震動東日本大震災 3. 震災社会 経済現象 地震 震災 3 4

2 25 年 47 年 明治時代以降 (120 年間 ), 日本で 1000 人以上の死者 不明者を出した地震 南関東ではたびたび大地震が起きていた 1923 年関東地震 ( 関東大震災 ) 1703 年元禄関東地震震源 : 神奈川県西部 (N139.1,, E35.3) 震源 : 南関東 (N139.8, E34.7) 規模 : M8.2 被害 : 相模 武蔵 上総 安房, 死者 2300 名 1855 年安政江戸地震 震源 : 東京湾北部 (N139.8, E35.65) 規模 : M7.0 被害 : 東京下町, 死者 7000 名 1894 年明治東京地震 震源 : 東京湾北部 (N139.8, E35.7) 規模 : M7.0 被害 : 東京 横浜湾岸, 死者 24 名 規模 : M7.9 被害 : 関東 相模, 死者 10 万人 プレート境界 M8 地震 歳直下の M7 地震 * 津波による死者数は含まれない 関東地震の地殻変動による海岸段丘 ( 房総半島南端 6 ) 首都圏では 大地震が繰り返している 主な海溝型地震の評価結果 30 年以内の発生確率 2012 年 1 月 11 日現在 地震調査研究推進本部 ( 本部長は 文部科学大臣 ) 7 8

3 主な海溝型地震の評価結果 南関東の評価領域と過去の主な地震 地震調査研究推進本部 地震調査委会 (2010) 30 年以内の発生確率 2012 年 1 月 11 日現在 jp/ain/p hyoka02l ht 地震調査研究推進本部 ( 本部長は 文部科学大臣 ) 地震調査委員会 南関東で発生する M7 程度の地震の今後 30 年以内の発生確率は 70% 程度 9 10 東京湾北部地震 (M7.3) の震度分布 内閣府中央防災会議 首都直下地震対策専門調査会報告 平成 17 年 7 月 22 日 建物被害 人的被害 ( 東京湾北部地震 M7.3) 1 建物全壊棟数 火災焼失棟数約 85 万棟 2 死者数約 11,000 人 ( 冬 18 時, 風速 15/s) 負傷者 210,000 人 ( 重傷者 37,000 人 ) 冬夕方 18 時 風速 15/s 内閣府中央防災会議 ( 平成 17 年 ) 11 12

4 東京湾北部地震による焼失棟数の分布 内閣府中央防災会議 ( 平成 17 年 ) 内閣府中央防災会議 ( 平成 17 年 ) 経済被害 ( 東京湾北部地震 M7.3) 建物被害が経済被害の約半分 首都直下地震は間接被害の割合が高い 首都直下で発生する地震のタイプ ( 中央防災会議による類型化 ) 未解明の問題 プレートの構造 は実際には? 明治以降の 5 つの M7 級地震はどこで起こるか? 3. 首都圏地震観測網 MeSO net: Metropolitan Seisic Observation network 文部科学省委託事業首都直下地震防災 減災特別プロジェクト (2007 年 年 3 月 ) 明治以降の5つの M7 級地震はどこで? プレートの構造? 296 か所の地震観測点 15 16

5 地震波トモグラフィー 首都圏下のプレート構造 (P 波速度の分布 ) (K) A 南西 既存観測網 (20k 間隔 ) データで得られた断面図 KT net + Hi net Matsubara et al., JGR, 2005 MeSO net 観測点のデータを加えると 詳細に見えてくる ( 中川ほか 2011) フィリピン海プレート上面 (K/s) (K) B 北東 2008 年度設置の MeSO net 観測点のデータを加えて得られた詳細断面図 MeSO net 2010 A 南西 (K/s) (K) B 北東 17 地震観測点の構成 20の掘削を行い, 地震計, AD 変換器を埋設 ( 観測孔 ) 地上部は機器収納箱を設置し, 電柱に電気 + 通信線を引き込む ディジタル感振器 ディジタル感振器 方位 計測部 加速度計 18 小学校での出前事業風景 東京湾第二海堡観測点 19 20

6 4. 関東の下の地震の分布とプレート境界の位置 フィリピン海プレート 地震波トモグラフィー法による関東の下の地震波速度 (Vs) 震源分布とプレート境界の位置 太平洋プレート 21 k/s 22 従来のフィリピン海プレート上面のモデルと MeSO net データを用いたプレートもモデルの比較上面の深さ (k) (k) k k MeSO netモデルと Ishida(1992) モデルでのフィリピン海プレートの上面深度の差 (k) 10 k 5 k 23 24

7 5. 中央防災会議 (2005) の想定地震震源断層と 本研究による新しい震源断層モデル 2012 Naoshi Hirata, 2012 年 03 Earthquake 月 30 日首都直下地震防災 減災特別プロジェクトにおける震度分布図の公表について Research Institute, The University of Tokyo ケース 1 浅いプレートを反映した東京湾北部地震の震度分布 首都直下地震防災 減災特別プロジェクト (2012) 想定マグニチュー ドフィリピン海プレート上面モデル 工学的基盤までの計算手法 首都直下地震防災 減災特別プロジェクト (2012) 震源断層のおよその深さの範囲深さ20~35k 震源断層を構成する 5k 5k 要素断層のサイズ幾何減衰 * の補正係数 Cの値 0k 統計的グリーン関数法 ( 短周期 ) 差分法 ( 長周期 側 ) 周期 2 秒で接続 使用した表層地盤 ( メッシュサイ微地形区分ズ ) (1k) 本プロジェクトと中央防災会議の震度 分布の比較中央防災会議 (2005) 首都直下地震防災 減災プロジェクト 6.5 つの M7 地震はどこで起きたか? 震度 6 強 6 弱の領域が拡大 被害が従来の想定より大きくなる可能性がある 27 南関東で発生する M7 程度の地震の今後 30 年以内の発生確率は 70% 程度 28

8 5つの地震の類型化 1894年明治東京地震 長期評価の対象となった5地震は一体 どこで発生した地震であったのか? 発生 明治27年6月20日 被害 震度6 東京 横浜湾岸 死者31名 震央 東京湾北部 M7 深さ よくわからない 地震名 M 地震発生場所 確実度 * 1894年明治東京地震 7.0 フィリピン海プレート内部 または 太平洋プレート上面 C 1895年茨城県南部の地震 7.2 太平洋プレート内部 B 1921年茨城県南部の地震 7.0 フィリピン海プレート内部 A 1922年浦賀水道付近の地震 6.8 フィリピン海プレート内部 B 1987年千葉県東方沖の地震 6.7 フィリピン海プレート内部 A GME型円盤地震計と復元記録 煙突 地震 被害写真 日本科学博物館HPより 築地 立教大学 注 確実度は類型化の信頼性を表す指標で以下に基づく A: 信頼性が高く 類型化の観点からはほぼ間違いがないと考えられるもの B: 信頼性は中程度で 今後のデータ追加により地震発生場所が変わる可能性 を必ずしも否定できないもの を必ずしも否定できないもの C: 信頼性は低く 類型化の精度向上には更なるデータの追加を要するもの S P時間から 深さ40 50k か 東京都防災会議 フィリピン海プレートの上面深度 首都直下地震防災 減災特別プロジェクト 首都直下地震防災 減災特別プ ジ クト 2012 における フィリピン海プレート 上面の深さ分布 首都直下地震防災 減災特 別プロジェクト 2012 に加筆 31 首都直下地震防災 減災特別プロジェクト 2012 と 首都直下地震防災 減災特別プ ジ クト と 従来のIshida(1992)のフィリピン海プレート上面深度の差 正 の値 従来より浅い 負の値 従来より深い 赤い枠線は東京湾北部地震の震源断層の概略位置 32

9 震源断層モデル 立川断層帯地震 (M7.4) の震源断層モデル 東京湾北部地震 (M7.3) 40 k 35.6 多摩直下地震 (M7.3) 20k 40k 20k 35k 30k 35k 25k 30k 25k Sato et al.(2005) の1923 年大正関東地震の震源モデルと 行谷ほか震源 (2011) の滑り分布を参照して作成した強震動計算用の1703 年元禄型関東地震の震源モデル ( 緑はアスペリティの位置 は各断層やアスペリティの破壊開始点を示す ) 立川断層帯地震の震源モデルの位置 ( 破壊開始点が南側の場合 ) 南東上端深度 2 k 断層幅 18 k 長さ 34 k 北西 2 k 地震調査研究推進本部地震調査委員会 (2009) で設定した震源モデルを採用 破壊開始点 : 南側モデル 破壊開始点 : 北側モデル 小断層 11については 行谷ほか (2011) より傾斜角は45 度 すべり量は10とする 東京湾北部地震におけるモデルや手法に関する比較 中央防災会議 (2004) 東京都 (2006) 首都直下地震防災 減災特別プロジェクト (2012) 東京都 (2012) 想定マグニチュード , フィリピン海プレート 首都直下地震防災 減災特 首都直下地震防災 減災特 上面モデル Ishida(1992) Ishida(1992) 別プロジェクト (2012) 別プロジェクト (2012) 東京都防災会議の検討結果 首都直下地震 東京湾北部地震 (M7.3) 海溝型地震 元禄型関東地震 (M8.2) 震源断層のおよその深 さの範囲 深さ 25~50k 深さ 25~50k 深さ 20~35k 深さ 20~35k 震源断層を構成する 要素断層のサイズ 5k 5k 5k 5k 5k 5k 幾何減衰 * の補正係数 C の値 5k 5k (2.5k 2.5kに4 分割 ) 2.8k 2.8k 0k 2.8k 工学的基盤までの計算統計的グリーン関数法のみ ** 統計的グリーン関数法のみ手法 統計的グリーン関数法 差分法 ( 長周期側 ) ( 周期 2 秒で接続 ) 統計的グリーン関数法 差分法 ( 長周期側 ) ( 周期 2 秒で接続 ) 9,700 人 4,700 人 首都直下地震 活断層で発生する地震 多摩直下地震 (M7.3) 立川断層帯地震 (M7.4) 南側モデル 使用した表層地盤 ( メッシュサイズ ) 東京ガス のデータ (50) 微地形区分 (250) 東京ガス のデータ (50) 微地形区分 (1k) 微地形区分 (250) 東京ガス のデータ (50) 微地形区分 (250) * 幾何減衰は 地震波が震源からの距離 R(k) が大きくなることで波の振幅が小さくなる減衰のことを指す これを1/Rで表した場合 R=0で無限大の大きさになってしまうが 実際には地震波は震源断層近傍においても有限の大きさであるため 1/(R+C) の様にCで補正する ** 中央防災会議 (2004) では 東京湾北部地震については長周期地震動の検討のため 差分法も実施し 2 秒で接続している ( ハイブリッド法 ) 震度分布には反映していない 5,900 人 2,600 人 35 36

10 津波高想定図 中央区最大津波高 T.P 港区最大津波高 T.P 江東区最大津波高 T.P 江戸川区最大津波高 T.P 年東北地方太平洋沖地震の首都圏への影響 ( 概念図 ) 元禄型関東地震の各区における最大津波高とその場所 ( 津波高は満潮時の値 地盤沈下を含む ) 品川区最品川区最大津波高 2.61 T.P 大田区最大津波高 T.P 東京湾埋立地最大津波高 T.P 高橋雅紀氏のホームページより引用 t t / t k h hi/i 観測データによる日本列島の変形 国土地理院 GEONET (GPS 観測網 ) 地震時の動き ( 国土地理院 ) 5 GPS 観測点 39 40

11 地震の大きさ 断層の面積 (S) () 地震モーメント (M o ) M o = xdxs o D: 滑り量 S: 面積 マグニチュード (Mw) Mw = (log Mo 9.1) / 1.5 M7 東北地方太平洋沖地震 ( 東日本大震災 ) マグニチュード M9 M 年関東地震 ( 関東大震災 ) 1995 年兵庫県南部地震 ( 阪神淡路大震災 ) 400k 41 気象庁 9. 余震と関東の地震活動震 2011 年 3 月 11 日 15 時 15 分 M7.6 余震分布 (6 月 3 日まで ) Naoshi Hirata, Earthquake Research M5.0 Institute, 以上の余震数の比較 The University of Tokyo 11_tohoku/yoshinhikaku.pdf h hk k 600 活発な余震活動 400 M7.0 以上 6 回 M6.0 以上 105 回 M5.0 以上 691 回 (2012/7/6 08:00 現在 ) 200 気象庁資料による 2011 年東北地方太平洋地震 (M9.0) 1994 年北海道東方沖地震 (M8.2) 1952 年十勝沖地震 (M8.2) 1933 年三陸津波地震 (M8.1) 11_tohoku/aftershock/ 本震からの経過日 43 東北地方太平洋沖地震前後の地震活動度 2012 Naoshi Hirata, Earthquake Research Institute, The ( University 浅部 ) の変化 of Tokyo 気象庁一元化処理震源 深さ : 0-20 k M ja : 0.5 以上 地震発生前 : 2003/03/10 00:00 ~ 2011/03/11 14:36 ( 約 8 年間 ) 地震発生後 : 2011/03/11 14:50 ~ 03/30 23:59 地震活動度の変化 β 値 [Matthews & Reasenberg, 1988] β >2: 有意な活動度の変化 活発化 : 1. 秋田県北部 2. 秋田県南部群発活動 3. 秋田県田沢湖付近 4. 山形 月山群発地震活動 5. 会津群発活動 6. 秋田沖 7. いわき 8. 北茨城 9. 長野県北部 10. 静岡県東部活発化 : 火山フロント周辺静穏化 : 内陸地震の余震域変化無 : 中国 四国地方

12 日本列島は 今でも動いている 首都圏の地震活動の変化 (M 3.0) 山田観測点 ( 岩手県 )56.2 c 東北地方太平洋沖地震後の地殻変動 ( 余効変動 ) 最大水平変位量約 84c 推定滑り量 ( 最大 ) 約 288c 推定滑り量 ( 銚子沖 ) 約 107c (2011/12/25 18:00 現在 ) 北関東 : この1 月で 東へ1~2 c 南関東 : この1 月で 東へ 0.5 c 銚子観測点 ( 千葉県 )34.1c 45 地震前 6 ヶ月間 47 地震 343 地震 地震後 6 ヶ月間 46 一年年当たたりの積積算発発生数 南関東の規模別の地震活動の変化 年明治東京地震以降の 5 つの M7 級地震 5 回 /117 年 = 0.04= Log(0.04) = 1.4 M1 程度の小地震まで加えて頻度を調べた の地震以降の活動度が高くなっている 中小地震のデータからの値 (2011 年 8 月 1 日時点の値 ) データの選び方やタの選び方や パラメータの仮定により値は変わる 100 % 年 地震調査研究推進本部地震調査委員会の評価 100 年程度の平均的な値 47 48

13 10. 巨大地震と災害 (1) 海溝付近で発生するプレート境界地震と被害 1 東日本大震災 2 大正関東大震と関東大震災 3 東海 東南海 南海地震 (2) 内陸で発生する地震と被害 年阪神淡路大震災 2 首都直下地震と震災 東日本大震災の人的 物的被害 (1) 人的被害死者 15,989 行方不明者 3,917 負傷者 6,115 死者の90 % は溺死 (2) 物的被害全壊 117,652 棟半壊 178,200 棟一部損壊 612, 351 棟 (3) 火災 287 件 ( うち287 件鎮火 ) (2011 年 9 月 26 日 17 時 00 分現在 消防庁 ) drown これからの震災は? 過去の震災での死因 全国地震動予測地図 2010 年版 東日本大震災関東大震災阪神 淡路大震災 交通事故で負傷 24% 火災で罹災 1.9% 東北地方太平洋沖地震を教訓とした地震 津波対策に関する専門調査会第 1 回会合資料中央防災会議 平成 2 2 年 5 月 2 0 日地震調査研究推進本部地震調査委員 年以内に震度 6 弱以上の揺れにみまわれる確率 52

14 11. 南海トラフの巨大地震東海 東南海 南海地震 内閣府の有識者会議 (2012 年 3 月 31 日 ) 6 都県に20メートル超の津波南海トラフで最大級の地震想定 関東から四国までの太平洋側の6 都県 23 市町村で 満潮時の津波高が20メートル以上 震度 7 の地域は 10 県 153 市町村 津波高が最大になったのは高知県黒潮町の 34.4メートルで 前回推計の14.1メートルの2 倍以上 震度 7の地域があるのは静岡 愛知 三重 兵庫 和歌山 徳島 香川 愛媛 高知 宮崎の10 県 東海 東南海 南海三連動地震の規模と揺れの予測 M = 8.7 前回 ( 中央防災会議 平成 15 年 9 月 17 日 ) 死者数 :24,700 人全壊建物数 :940,200 棟経済的被害 :81 兆円 地震調査研究推進本部長期評価一覧 及び 中央防災会議専門調査会 公表資料による 54 経験的手法による震度分布 内閣府南海トラフの巨大地震モデル検討会 ( 第 15 回 ) 平成 24 年 3 月 31 日 今回 M=9.1 南海トラフの巨大地震モデル検討会内閣府 ( 防災部門 ) 中間とりまとめ ( 平成 23 年 12 月 27) 神奈川県西部から鹿児島県にかけての広い範囲で震度 6 弱以上の揺れが見られる 震度 7 が想定される地域は 静岡県 愛知県 徳島県 高知県である 東京都区部では 震度 5 強 長周期地震動の評価は今後の課題 M=

15 海岸の津波の高さグラフ ( 満潮時 )(2) ケース6 駿河湾 ~ 紀伊半島沖 に大すべり域 + 分岐断層 ( すべり量は大すべり域と同じ ) 津波高 10 以上が想定される地域は 東京都 ( 島嶼部 ) 静岡県愛知県 三重県 和歌山県 高知県 宮崎県である 津波高 20 以上が想定される地域は 東京都 ( 島嶼部 ) 静岡県 愛知県 三重県である 内閣府南海トラフの巨大地震モデル検討会 ( 第 15 回 ) 平成 24 年 3 月 31 日 津波の高高さ () まとめ (1) 1. 地震と震災 2. 南関東ではたびたび大地震が起きていたた 3. 中央防災会議 ( 平成 17 年 ) の地震被害想定 4. 首都圏地震観測網 (MeSO net) と新しいプレートモデル フィリピン海プレートの上面が 従来の推定より約 10k 浅くなった その結果 仮に 東京湾北部の地震が起きれば これれまでの想定より揺れは大きくなる まとめ (2) : 首都圏の地震の被害の特徴 5. 東京都防災会議は 4つの地震を想定して 浅くなった震源断層モデル で揺れと津波を評価 1. 東京湾北部地震 (M7.3) 2. 多摩直下地震 (M7.3) 3. 元禄型関東地震 (M8.2) 4. 立川断層帯 (M7.4) 最大震度 7の地域が出るとともに 震度 6 強の地域が広範囲に 震度 6 強以上の範囲は 東京湾北部地震 区部の約 7 割 多摩直下地震 多摩の約 4 割 東京湾北部地震の死者が最大で約 9,700 人 ( 東京都 ) 区部木造住宅密集地域で 建物倒壊や焼失などによる大きな被害 59 まとめ (3) 年東北地方太平洋沖地震の首都圏への影響 2011 年東北地方太平洋沖地震 ( 東日本大震災 ) は 1995 年兵庫県南部地震 ( 阪神淡路大震災 ) の数百倍のエネルギーを解放した超巨大地震 その影響は現在でも続いている 南関東の地震の発生確率は 2011 年 3 月 11 日以前に比べると高くなっている 7. 新しい想定の南海トラフの巨大地震では 神奈川県の西部から宮崎県にかけての広い範囲で震度 6 弱 震度 7は 10 県 ( 静岡県 愛知県 三重県 兵庫県 和歌山県 徳島県 香川県 愛媛県 高知県 宮崎県 ) の一部である 従来の想定に比べ 震度 6 弱以上の領域の面積は3 倍 6 強は5 倍 7 は20 倍 津波高さが 20 を超えるのは 6 都県 ( 東京都 ( 島嶼部 ) 静岡県 愛知県 三重県 徳島県 高知県 ) 60

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