大規模な衝上断層に関する新たな研究は、次の大地震が差し迫っている可能性を示唆している

大規模な地震と津波は歴史的に米国西部地域とカナダに影響を与えており、この影響は将来も続く可能性があります。

ブリティッシュ コロンビア州、ワシントン州、オレゴン州、カリフォルニア北部の南海岸沖には、太平洋の底が北アメリカの下で東に向かって徐々に沈んでいく長さ 600 マイルの帯があります。

カスカディア沈み込み帯と呼ばれるこの地域には巨大な亀裂があり、そこでは構造プレートが互いに衝突し、非常に危険な状態になっています。プレートは定期的に分解し、広い範囲に応力を蓄積する可能性がありますが、最終的にプレートが互いに揺れ合うときにのみ最終的に解放されます。

その結果、世界最大の地震が発生し、海底と陸地が揺れ、高さ100フィート以上の津波が発生します。日本沖のこのような断層は、2011 年の福島原発事故を引き起こしました。同様の地域は、とりわけアラスカ、チリ、ニュージーランド沖に存在します。カスカディアでは、大地震は、それより多少長くても、約 500 年ごとに発生すると考えられています。最後の地震は 1700 年に発生しました。

地震活動の理解における研究の進歩

科学者たちは、どの場所が地震に対して最も脆弱であるか、その場所の規模はどれくらいか、そしてそれらがどのような危険信号を引き起こす可能性があるかを判断するために、カスカディアの地下インフラとその仕組みを理解するために長い間取り組んできました。地震を予知するなどということはありません。むしろ、科学者たちは複数のシナリオの確率を予測しようと試みており、何かが起こったときに被害を最小限に抑えるため当局が建築基準法や警告システムを設計するのに役立つことを期待している。

最近発表された研究は、これらの取り組みを大幅に強化することを約束しています。ほぼ全域に沿って一連の最先端の地球物理学的機器を牽引する調査船が、海底下の多くの複雑な構造の初めての包括的な調査を実施した。これらの構造には、沈み込む海洋プレートとその上にある堆積物の形状、および北米プレートの組成が含まれます。この研究は最近雑誌に掲載されました 科学の進歩。

ハーバード大学の海洋地球物理学者スーザン・カーバット氏は、「公的機関が現在使用しているモデルは、1980年代に遡る限られた古い低品質のデータに基づいている」と述べた。 コロンビア大学研究を主導したハーバード大学地球観測所所長のジョン・ラモント・ドハティ博士は、「巨大な推力は、これまで想定されていたよりも複雑な形状をしている。この研究は、地震と津波の危険性を評価するための新たな枠組みを提供する」と述べた。

このデータは米国国立科学財団の資金提供を受け、ラモント氏の調査船マーカス・G・ラングセス号による2021年の41日間の航海中に収集された。船に乗った研究者たちは、医師が人体の内部スキャンを作成するのと同じように、強力な音波パルスで海底に侵入し、そのエコーを読み取り、画像に変換しました。

断層の細分化と津波の危険性に関する新たな洞察

彼らの重要な発見の中には、巨大衝上断層帯は単なる 1 つの連続した構造ではなく、少なくとも 4 つの部分に分割されており、各部分は他の部分の動きからある程度分離されています。科学者たちは、1700 年の地震を含む過去の出来事が地域全体を破壊したのか、それともその一部だけを破壊したのかについて長い間議論してきました。これは重要な問題です。なぜなら、破壊が長く続くほど、地震は大きくなるからです。

データは、これらの部分が大きな断層を含む埋没地物によって分割されており、そこでは反対側が海岸に対して垂直に互いに滑り合っていることを示しています。これにより、あるパーツの動きが次のパーツに移動するのを防ぐことができます。マサチューセッツ工科大学の地球物理学者ハロルド・トービン氏は、「これは、個々の部品だけが壊れる、あるいは全体が一度に壊れるということを確実に意味するとは言えない」と述べた。 ワシントン大学 「しかし、これは断片的な亀裂の証拠を強化することになります。」

これらの写真は、この分割の理由も示しています。北米大陸プレートの堅固な端は、数千万年にわたる異なる時期に形成された多くの異なる種類の岩石で構成されており、一部の岩石は他の岩石よりも密度が高いものです。大陸の岩石のこの多様性により、入ってくるより柔軟な海洋プレートが、その上の圧力差に適応するために曲がったりねじれたりする原因になります。セクションによっては、比較的急な角度で傾斜しているところもあれば、浅い角度で傾斜しているところもあります。

研究者らは特に、バンクーバー島南部からワシントン州に沿って走り、ほぼオレゴン州境で終わる区間に焦点を当てた。他の部分の地下地形は比較的荒く、断層や沈み込む海山などの海洋特徴が上部プレートにこすれています。これらの特徴により上部プレートが浸食され、その区間内で地震が伝播する範囲が制限されるため、マグニチュードが制限されます。地震のこと。対照的に、バンクーバーからワシントンまでの区間はまったくスムーズです。これは、全長に沿って一度に裂ける可能性が高く、最も危険な部分となる可能性があることを意味します。

進行中の研究とその地域一体性への影響

また、この部分では、海底が他の部分に比べて比較的浅い角度で大陸地殻の下に沈んでいます。他の地域では、地震が起こりやすいプレート間の界面の大部分は沖合にあるが、ここでは沈み込み角度が浅いことから、ワシントンのオリンピック半島の真下に広がっている可能性が高いことが研究で判明した。これにより、地面の揺れが増幅される可能性があります。 「多くの研究が必要だが、タコマやシアトルのような場所では、憂慮すべきことと壊滅的なことの違いを意味する可能性がある」とトービン氏は語った。

米国地質調査所からの資金提供を受けて、州および連邦機関と学術機関からなるコンソーシアムは、データが利用可能になって以来、その意味を整理するためにデータを研究してきました。

津波のリスクについては「まだ研究中だ」と、この研究には関与していないカナダ地質調査所の研究員ケリン・ワン氏は言う。ワン氏のグループは、このデータを利用して、津波を発生させる可能性のあるバンクーバー島沖の海底地形をモデル化している。 （一般に、津波は、地震中に深海底が上下に移動し、波が表面に送られ、そのエネルギーが集中し、浅い沿岸水域に到達するにつれて高さが増すときに発生します。）ワン氏は、自分の結果は津波そのものをモデル化する別のグループに送られ、その後、地上のリスクを分析する別のグループに送られると述べた。

研究者らは、建築基準法や準備の他の側面に影響を与える可能性のある実践的な評価が、早ければ来年にも発表される可能性があると述べている。 「ここには、以前に推測されていたよりもはるかに複雑な問題があります」とカーボット氏は言う。

参考文献: 「カスカディアにおける地震破壊セグメンテーションに伴う深部地震画像からの沈み込みプレート構造と大規模推力形態」スーザン M.カーボット、ブライアン・ボストン、シュシュ・ハン、ブランドン・ショック、ジェフリー・ビッソン、J・パブロ・カナレス、ハロルド・トービン、ネイサン・ミラー、ムラデン・ネディモビッチ、アンナ・トレホ、ミシェル・リー、マデリーン・ルーカス、ハンシャオ・ジャン、ダンチー・ジャン、リアム・モーザー、クリス・アンダーソン、ダレン・グッド、ハイメ・フェルナンデス、チャック・キャンベル、アンタラ・ゴスワミ、ラジェンドラ・ジャラワット、2024年6月7日、 科学の進歩。
DOI: 10.1126/sciadv.adl3198

この研究は米国国立科学財団から資金提供を受けました。