海岸近くの海側では波の働きにより硬い岩石が削られ海面近くに波食棚や海食台などとよばれる比較的平坦な地形ができますこれが隆起で陸上に上がったものが海岸段丘です地震が繰り返すと海岸段丘は何段もできてまさに海岸から陸側に上がる階段のようになります ( 図 1 ) 海岸段丘が陸に上がった年代がわ

Size: px

Start display at page:

Download "海岸近くの海側では波の働きにより硬い岩石が削られ海面近くに波食棚や海食台などとよばれる比較的平坦な地形ができますこれが隆起で陸上に上がったものが海岸段丘です地震が繰り返すと海岸段丘は何段もできてまさに海岸から陸側に上がる階段のようになります ( 図 1 ) 海岸段丘が陸に上がった年代がわ"

たけなりしんまつ
5 years ago
Views:

1 神奈川県温泉地学研究所観測だより, 第 68 号,2018. 海岸低地の掘削から推定された昔の関東地震の発生年代萬年一剛 ( 神奈川県温泉地学研究所 ) 神奈川県では 2011 年の東日本大震災をうけて県内の相模湾沿岸で津波堆積物を探すための調査を実施してきました残念ながら津波堆積物は発見できませんでしたが意外なことに相模湾で発生した巨大地震である関東地震の発生年代が明らかになった可能性が出てこのほど国際的な学術誌に成果が掲載されました (Mannen et al., 2018) 本稿では津波堆積物調査がどうしてこのような予想外の結果をもたらしたのか解説します関東地震とは? 2011 年の東日本大震災による大きな被害は記憶に新しいところですが横浜生まれの筆者が幼いときには祖父母や学校の年配の先生方から 1923 年に発生した関東大震災の体験を良く聞いたものです今となっては関東大震災を知る人の多くが鬼籍に入り体験を聞く機会はほとんど無くなりましたしかし関東大震災は東京と神奈川を中心に死者行方不明者 11 万人の犠牲をだす甚大なものでした ( 諸井武村, 2004) 被害総額は推定によって異なりますが 38 億円ともされ ( 新井, 1986) これは当時の国家予算( 約 15 億円 ) の 2.5 倍以上にのぼりますまさに忘れてはいけない桁違いの大震災だったわけです当然このような恐ろしい震災がまた襲ってこないのか心配になります関東大震災は地震災害の名前でこれを引き起こした地震は大正関東地震と呼ばれます関東地震とは関東地方で発生した地震という意味ではなく陸側の北米プレートと相模湾にある相模トラフから北米プレートの下に沈み込んでいるフィリピン海プレートの間で発生するマグニチュード8クラスの巨大地震のことを言います大正関東地震の前には元禄関東地震 (1703 年 ) がありやはり甚大な被害が発生しましたところが元禄関東地震より前の関東地震の発生時期についてはこれと言った定説がありませんそれは何故なのでしょうか? 図 1 海岸段丘からみた昔の関東地震房総半島や三浦半島の南端近くには関東地震による隆起で形成された海岸段丘というものが見られます海岸段丘のでき方 (1) 海岸付近には波による浸食で海食崖と波食棚ができる (2) 地震により隆起すると海岸付近にもとの波食棚である平らな陸ができあがる (3) その後波の働きにより新たな波食棚ができる (4) 隆起が繰り返されることにより次々と波食棚が陸になり段々の地形ができる隆起した年代は海面付近に生息していた貝 ( ヤッコカンザシなど ) の年代を測ることによりわかる観測だより 68 号,2018 9

2 海岸近くの海側では波の働きにより硬い岩石が削られ海面近くに波食棚や海食台などとよばれる比較的平坦な地形ができますこれが隆起で陸上に上がったものが海岸段丘です地震が繰り返すと海岸段丘は何段もできてまさに海岸から陸側に上がる階段のようになります ( 図 1 ) 海岸段丘が陸に上がった年代がわかればそれが昔の巨大地震の年代と言うことになるため海岸段丘の研究は昔の大地震を研究する上で欠かせないものとなっています関東地震についてもこれまで海岸段丘を調べた多数の研究がありますそのひとつでは元禄関東地震の他 2950 年前 4950 年前 7150 年前の地震によってできた段丘が房総半島の南端にあると報告されています ( 宍倉 2003) これだけを見ると関東地震は 2000 年から 3000 年に 1 度の頻度で発生しているようにも見えますしかしこれまでの研究により関東地震は少なくとも大小 2 種類あると言うことが明らかになっています 1つは元禄型と呼ばれる相模トラフの全域が動いて発生する大きい方の関東地震もうひとつは大正型と呼ばれる相模トラフの西側半分が動いて発生する小さい方の関東地震です ( 図 2) これまでの研究で地形的に非常に明瞭な海岸段丘は元禄型の関東地震の時にできて大正型の地震では小さな段丘しかできないらしいことがわかってきましたつまり地形に証拠がちゃんと残っている 2000 年から 3000 年おきに発生する関東地震は元禄型の関東地震と考えられるわけです小さな段丘は地形が不明瞭な上に年代がわかる試料を入手するのが難しいので研究が難しいのですそれでも宍倉ほか (2001) は房総半島の岩井地域で詳しい調査を行い大正型関東地震の再来周期を 380 年から 990 年と見積もりましたまたこの調査では歴史時代の西暦年と 1050 年頃に大正型の関東地震があったと結論をしています歴史記録からみた昔の関東地震日本には千年以上さかのぼることができる地震の記録が蓄積されています関東地方は西日本に比べれば歴史記録が貧弱ですがそれでもとくに鎌倉幕府が作られた 12 世紀末以降はいくつかの大地震の記録がありますしかし文献記録だけを元に関東地震に対応する地震をこれらの中から特定することはできませんなぜなら地震の被害の拡がりが文献からわからないためです昔は地震計がありませんでしたし地震の揺れの強さを示す震度もありませんでしたこのため現代の研究者が歴史時代におきた震源や地震の大きさを決めるためには地震の揺れについての記述を広い地域で集める必要がありますこのことにより例えば家屋が倒壊した範囲の大きさや被害の中心地を明らかにし地震の規模を示すマグニチュードや震源の場所を推定するのですところが関東地方では記録が残るのは唯一の大都市であった鎌倉 km 図 2 2 種類の関東地震の震源断層の位置 (Komori et al を改変 ) 観測だより 68 号,2018

くらいしかありませんでした鎌倉以外の被害状況がわからないため地震の規模や震源を絞り込むことができないのです一応死者数や余表 1 関東南部を襲った 17 世紀以前の主な大地震 ᆅ㟈地震名㸦 ᖺ 㸧発生年月日 Ṛ 死者 ᘓ ᐖ 建物被害㙊㛵ᮾ 鎌倉関東 వ㟈余震 ὠἴ 津波㒔京都の ᵝᏊ 様子 ഛ 備考 1 ඖ 元慶 (878.10.

3 くらいしかありませんでした鎌倉以外の被害状況がわからないため地震の規模や震源を絞り込むことができないのです一応死者数や余表 1 関東南部を襲った 17 世紀以前の主な大地震 ᆅ㟈地震名㸦 ᖺ 㸧発生年月日 Ṛ 死者 ᘓ ᐖ 建物被害㙊㛵ᮾ 鎌倉関東 వ㟈余震 ὠἴ 津波㒔京都の ᵝᏊ 様子 ഛ 備考 1 ඖ 元慶 ( ) 甚大 1 1 数日 ឤ 有感 1 ໃཎ ᒙ 伊勢原断層の ᆅ㟈㸽地震 2 仁治 ( ) 建物流失 ᘓ ὶኻ 2 被害記録に乏 ᐖグ㘓 ஈ しい高潮 ࡋ ࠋ㧗㸽 ṇ 正嘉 ( ) 甚大 2 １か月? 2 㸯 " 㙊 ᕷෆ ᾮ 鎌倉市内で液㸽状化 3 4 ṇᛂ 正応 ( ) 甚大㛫日間 4 ᭕ 曖昧 ឤ 7 有感㙊㛤ᗓ௨᮶ 鎌倉開府以来つᶍ の規模 8 9 ᛂ 明応 ( ) ὠἴ 津波で 200 人 ௨ 以上 9 㙊 ᕷෆ 鎌倉市内㐩に到達 9 ឤ 有感 10,11 震の規模津波の有無京都での有感の有無などから表１に挙げる地震が関東地震の候補としてあがっていますしかしこれらの記録と段丘から推定される地震発生時期宍倉ほか 2001 とがかみあいませんところで津波堆積物の年代から西暦年の間に関東地震があったとする研究が報告され最近注目を浴びています Shimazaki et al., 2011 歴史記録からは ᮏ ௦ᐇ㘓㸹 ጔ㙾㸹 ࠕᡤᡤᆅ ࠋỈᾛฟࠋ 㤿ᶫ ᆅ ࠋ 1, 日本三代実録 2, 吾妻鏡 3, 所所地裂水涌出中下馬橋辺地裂破自 1293 年の正応地震が津波を伴っているようにも読めるのでこの論文では発見された津波堆積物が 1293 ⅆ⅖ ฟࠋⰍ㟷பபࠋ 㸦 ጔ㙾㸧㸹ぶ ṇ グ㸹㙾㸹 Ṋᐙ 其中火炎燃出色青云云吾妻鏡 4, 親玄僧正日記 5, 神明鏡 6, 武家 ᖺ௦グ ᐇ ཀグ㸹 ࠕඛ௦ᮍ அ ࠊ ᢎ௨㝆 பࠎ 㸦ぶ年代記; 7, 実躬卿記 8, 先代未曾有之大珍事自治承以降無其例云々親 ṇ グ㸧㸹㙊グ㸦ᙲ 㤋ᮏ㸧㸹 Ẋ グ㸹 ᚋἲ 㝔グ玄僧正日記 9, 鎌倉大日記彰考館本 10, お湯殿上日記 11, 後法興院記年のもので正応地震が関東地震だに 13 世紀には大きな地震がいくつだけで 1293 年の地震が関東地震だと結論しています 1293 年の地震かあること歴史記録の津波記述ときめたものではありませんは鎌倉大地震ともよばれるほかが曖昧なこと年代が 1060 年から永仁の地震とも呼ばれますが正応 1400 年とあまり絞り込まれていなから永仁への改元は地震の後なのいことなどの問題点がありますい海岸低地の調査でここでは正応地震と呼ぶことにずれにしてもこの論文は歴史記録神奈川県では 2011 年の東日本大しますしかし表 1 に見るようを参照することなく科学的な方法震災による津波被害をうけて神奈神奈川県による川県沿岸で想定される津波の高さを見直すことになりましたこの時問題になったのはやはり歴史記録の少なさです津波被害を想定する上で過去におきた津波の様子を把握することは想定を適切な範囲に設定する上で重要です大正と元禄の関東地震についてはかなり詳細な津波の記録が文書として残っていますがそれ以前の記録は津波の有無が曖昧に記述されているだけで使い物にならないのですそこで神奈川県では地震学的にあり得る津波をシミュレーションにより再現するとともにこれまであまり行われてこなかった沿岸地域での写真 1 津波堆積物調査のための掘削の様子鎌倉市材木座 2012 年９月９津波堆積物調査を実施することになクローラー式掘削装置と呼ばれる小型の機械中央で深さ１m 日撮影りました写真 1 図３おきに土砂を採取する津波堆積物の調査は神奈川県の観測だより 68 号

図 3 鎌倉逗子の地形と温泉地学研究所による掘削地点白丸沿岸では無理だろうと言われていましたなぜならば神奈川県の沿岸はどちらかといえばわずかに隆起を続けているからです陸上での津波堆積物調査法には色々ありますがもっともオーソドックスなのは海岸近くの沼や池湿地で堆積物を探すというものです

津波堆積物がわかりやすい写真 2 海岸低地に溜まった津波堆積物の例仙台市荒浜地区 2011 年 8 月 21 日撮影のです写真 2 しかし海岸低地が沈降せずにいしまいます沈降を続けていると岸近くでも比較的標高が高いところると海や川の作用でせっかく溜長い間低地のままでいられるのでが多いのですが

4 図 3 鎌倉逗子の地形と温泉地学研究所による掘削地点白丸沿岸では無理だろうと言われていましたなぜならば神奈川県の沿岸はどちらかといえばわずかに隆起を続けているからです陸上での津波堆積物調査法には色々ありますがもっともオーソドックスなのは海岸近くの沼や池湿地で堆積物を探すというものです砂浜海岸があると砂丘ができるためその陸側にある低地海岸低地は排水が悪く沼や池湿地ができますこうした土地には泥や植物の遺体を多く含む堆積物が溜まりますが津波があると砂丘の砂が流れ込みます海岸低地に溜まる堆積物と津波堆積物は見かけが大きく異なるので海岸低地では津波堆積物がわかりやすい写真 2 海岸低地に溜まった津波堆積物の例仙台市荒浜地区 2011 年 8 月 21 日撮影のです写真 2 しかし海岸低地が沈降せずにいしまいます沈降を続けていると岸近くでも比較的標高が高いところると海や川の作用でせっかく溜長い間低地のままでいられるのでが多いのですが鎌倉と逗子ではこまった津波堆積物が削られてなくそれだけ津波堆積物をためるチャンれまでの研究から最近まで海岸付近なってしまったり砂丘であっといスが増えるのですに湿地帯が残されていたことが明らう間に埋められて低地でなくなって 12 観測だより 68 号 2018 隆起傾向にある神奈川県では海かだったのでこの２市域を主に調

5 査することにしました ( 図 3) 鎌倉逗子の海岸低地津波堆積物調査は神奈川県の県土整備局が平成 23 年度温泉地学研究所が年度に実施し海岸低地 ( 標高 3m 前後 ) で深さ 5m の掘削を多数実施しましたこの結果鎌倉逗子地域の海岸低地は大きく分けて4つの地層からできていることがわかりました ( 図 4) 一番下にあるのは約 6000 年前に比較的浅い内湾で溜まった地層でした ( ユニットA) その上はいきなり 1000 年前より若い歴史時代の地層になります歴史時代の地層の一番下のものは干潟の堆積物でした ( ユニットB) その上には河川湿地の堆積物があり ( ユニット C) 更にその上には砂丘砂や人為的な埋め土が覆っていました ( ユニットD) 6000 年前の地層の上にいきなり歴史時代の地層が載っているのはその間この場所が浸食の場で堆積物が残らなかったためです歴史時代の地層の一番下のものが干潟堆積物であることからおそらく長い間海面付近にあって波の浸食を受けていたのだと考えられますところでユニット B の年代を測定してみたところボーリングごとにことなり 3 つのグループに分かれることがわかりました ( 図 5) それぞれの年代は面白いことに過去の大地震の年代と近接するように見えましたつまり干潟の堆積物が大地震の年代を示している様に見えるわけですこのような報告は初めてのもので理由を考える必要がありました干潟堆積物はなぜ大地震の年代を示すか? 干潟堆積物がどのように出来るか教科書や先行研究を探しましたが満足のいく説明はありませんでしたどうもあまり詳しい研究がされていないようですしかし普通に考えると干潟は地質学的には非常に不安定な場所だと考えられますなぜなら土砂が堆積しても洪水や高潮ですぐに浸食されてしまうからです従って干潟を構成する土砂は常に更新されているものと考えられます実際おなじボーリングで得られた干潟堆積物中の複数の年代測定試料 ( 木片など ) はほとんど同じ年代を示し極端に古いものが混じっていることはありませんでしたこのように常に更新されている堆積物がなぜ地層としてちゃんと残ることが出来たのかよく考えてみるとそのことのほうが不思議ですそこで大地震です大正関東地震では陸地測量部により地震による隆起量が測定され鎌倉逗子地域では約 80 cmの隆起があったことが知られています昔の関東地震の隆起量はわかりませんがおそらく同程度の隆起が図 4 鎌倉逗子における掘削結果観測だより 68 号,

6 図 5 干潟堆積物から発見された植物遺体の炭素同位体年代測定結果赤の点線は文献から知られている過去の大地震の発生時期を示す灰色のグラフは較正年代の確率密度分布を示すあったものと考えられますこの地域の干満差は最大で ± 90cm なので隆起するとこれまで干潟であったところのかなりの部分が波浪の影響を受けない高さまで持ち上がりますこうして持ち上がった干潟堆積物の上に砂丘の砂が積もるなどすれば干潟堆積物は地層中に保存されます ( 図 6) 実際干潟堆積物の上のユニット C は砂丘砂に富んだ河川湿地の堆積物でしたつまり (1) 干潟堆積物は地震による隆起の結果地層中に保存され (2) 干潟堆積物は常に更新されているのでその年代は地震の年代にほぼ等しいという説ができあがりました提案された関東地震の年代干潟堆積物の年代から推定される関東地震は次のようにまとめられます ( 図 5) 14 観測だより 68 号,2018

7 図 6 干潟堆積物が地層中に保存される理由を説明するモデル 5 Unit C Unit B Unit A 干潟堆積物は地震の隆起により地層中に保存されるが地震間に年約 2mm の速さで沈降するため 400 年くらいたつと波の影響を受けて浸食がまた始まるようになるしかし完全に浸食され切らないために年代がことなる干潟堆積物の一部が地層中に残るまず一番若いグループ ( グループ1) は 17 世紀以降に出来たものですがこれは 1703 年の元禄関東地震で決まりです年代だけみると大正関東地震も候補になりますが大正時代にはすでにここに人が住みはじめていたので干潟ではなかったことは明らかです二番目に若いグループ ( グループ2) は 13 世紀に出来たものと考えられます 13 世紀には3つの大地震があり確定的には決められませんが 1241 年の地震はやや規模が小さい様に文献からは読み取られるので候補から外れます 1293 年の正応地震はきわめて規模が大きいようにみられ先行研究でも関東地震の候補と目されてきたのはすでに述べたとおりですこの地震も候補の可能性はありますが年代測定の結果はどちらかといえば 1257 年の正嘉地震に近接しています従って 1257 年地震も無視してはいけない大地震と言うことになります一番古いグループ ( グループ3) は 8 9 世紀に出来たものと考えられます 8 世紀には大地震の記録はありませんが 9 世紀には 878 年の元慶地震があります松田 (1988) はこの地震を伊勢原断層の活動によるものと考えていますが伊勢原断層 ( 図 2) は関東地震の震源域直上にあり関東地震を起こすプレート間断層からのびる分岐断層なのかもしれません一方最近になって関東地震の候補として注目されてきた 1495 年明応地震には対応する干潟堆積物が見つかりませんでしたおわりに論文を専門的な学術誌に掲載してもらうためには査読制度と呼ばれる関門をくぐり抜けなくてはいけませんこの制度は編集委員が指名する2 名程度のレフェリーに原稿を送り読んでもらった上でその人達の意見を元に掲載不掲載を決めるというものです今回の論文は 4 回も不掲載決定を受けるという私の生涯記録を軽く更新する難産でしたしかしその間に最初は英語をなおしてもらうことだけをお願いしていたオーストラリアのニューサウスウェールズ大学の James Goff 先生と Claire Cain 博士がさまざまなアイディアを出してくださり共著者に加わってもらいました Goff 先生と知り合ったのは全くの偶然で津波堆積物調査のために筑波大学で機械を借りてある測定をしていた時にそこの先生に有名な津波の学者が来て講演するから聞いてみたらといわれて講演会に潜り込んだのがきっかけでした私は火山の論文はいくつか書いていますが海岸低地の論文は全く初めてで用語からわからないという状態でしたが先生と会えたことでこれも何とかなりましたこれまでに行われた関東地震の研究は多岐にわたりわたしも全貌を把握しているわけではありませんがまだまだわからないことがたくさんあるという印象を受けました最近も房総半島南端近くの千倉で詳しい地形の分析と大量の年代測定を行った結果年前に巨大地震があったらしいと言う報告がありました (Komori et al., 2017) 先に関東地震が少なくとも2 種類あると述べましたが千倉で明らかになった年代はこれまでに知られている元禄型地震の年代と異なっていますこのことからこの研究グループでは元禄型とも大正型とも異なる第 3の関東地震があると主張していますただ巨大地震でも大正型関東地震のような小さめのものについては海岸段丘だけから履歴を探ることには限界があることは明らかなように思いますいままで注目されてこなかった海岸低地の地質が巨大地震研究のひとつの方法として認知され発展していくことを期待しています観測だより 68 号,

8 参考文献新井邦夫 (1986) 財政から見た関東大震災, 総合都市研究, 29, Komori, J., Shishikura, M., Ando, R., Yokoyama, Y., & Miyairi, Y. (2017). History of the great Kanto earthquakes inferred from the ages of Holocene marine terraces revealed by a comprehensive drilling survey. Earth and Planetary Science Letters, 471, j.epsl Mannen, K., Kim, H. Y., Suzuki, S., Matsushima, Y., Ota, Y., Kain, C. L., & Goff, J. (2018). History of ancient megathrust earthquakes beneath metropolitan Tokyo inferred from coastal lowland deposits. Sedimentary Geology, 364, j.sedgeo 松田時彦由井将雄松島義章今永勇平田大二東郷正美鹿島薫松原彰子中井信之中村俊夫松岡数充 (1988) 伊勢原断層 ( 神奈川県 ) の試錐による地下調査過去約 7000 年間の堆積環境と元慶 2 年地震の変位東京大学地震研究所彙報, 63, 諸井孝文武村雅之 (2004) 関東地震 (1923 年 9 月 1 日 ) による被害要因別死者数の推定日本地震工学会論文集, 4, Shimazaki, K., Kim, H. Y., Chiba, T., & Satake, K. (2011). Geological evidence of recurrent great Kanto earthquakes at the Miura Peninsula, Japan. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 116, B org/ /2011jb 宍倉正展原口強宮内崇裕 (2001) 房総半島南西部岩井低地の離水海岸地形からみた大正型関東地震の発生年代と再来間隔, 地震, 53, 宍倉正展 (2003) 変動地形からみた相模トラフにおけるプレート間地震サイクル, 東京大学地震研究所彙報,78, 観測だより 68 号,2018

<4D F736F F D E9197BF31817A975C91AA907D C4816A82C982C282A282C491CE8FDB926E906B82CC90E096BE2E646F63>

<4D F736F F D E9197BF31817A975C91AA907D C4816A82C982C282A282C491CE8FDB926E906B82CC90E096BE2E646F63> 資料 1 < 新たな津波浸水予測図 ( 素案 ) について > 今後の津波対策を構築するにあたっては二つのレベルの津波を想定する最大クラスの津波 : 住民避難を柱とした総合的防災対策を構築する上で設定する津波であり発生頻度は極めて低いものの発生すれば甚大な被害をもたらす最大クラスの津波頻度の高い津波 : 防潮堤など構造物によって津波の内陸への侵入を防ぐ海岸保全施設等の整備を行う上で想定する津波