「ちきゅう」で海底を掘削、センサーを設置し地震予測の精度を高める(海洋機構提供)

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 甚大な被害をもたらした2011年3月11日の東日本大震災から7年。国は海域で発生する地震や津波を観測する大規模な海底観測網の設置を推進。現在は陸域の観測網と統合して運用している。世界に類を見ない広範囲に連続する地震観測網は、地震や津波発生の早期検知、情報伝達の迅速化など防災に役立ち、地震研究の発展を後押ししている。

予測データ即時に伝送
 東日本大震災を受けて防災科学技術研究所が整備した「日本海溝海底地震津波観測網(S―net)」は北海道沖から千葉県の房総半島沖に広がる。

 150カ所の地震計や水圧計などの観測データを光海底ケーブルで陸上に伝送し、リアルタイムで監視が可能だ。 

 海洋研究開発機構は地震の規模を示すマグニチュード(M)で最大9規模の巨大地震が起こるとされる南海トラフ地震の震源予想域の紀伊半島沖から室戸岬沖に「地震・津波観測監視システム(DONET)」を設置。現在は防災科研に移管し、運用されている。

 防災科研は95年1月の阪神・淡路大震災の発生後、陸上に高感度地震観測網「(Hi―net)」など4種の地震観測網を整備してきた。

 現在、微小な地震やゆっくり揺れる高周波地震など多様な振幅、周波数の地震を測定する体制が整った。これらにS―net、DONETと基盤的火山観測網(V―net)を統合した「陸海統合地震津波火山観測網MOWLAS(モウラス)」を17年11月から運用している。防災科研の青井真地震津波火山ネットワークセンター長は「地震現象は陸域、海域でつながって起こる。シームレスに観測できる意義は大きい」と話す。

 モウラスは、観測データを遅延時間0・5秒程度とほぼ即時に気象庁や防災科研など必要な機関に伝送する。従来の地上からの観測に比べ、気象庁の緊急地震速報の発表を10―20秒、高精度な津波発生予測は20分程度早められる。

 気象庁は地震発生後3分をめどに、津波警報を発表するが、これは地震規模などに基づく推定によるもの。いつ、どこに、何メートル規模の津波が来るかは、地震の発生位置や規模が確定しないと予測できなかった。

 これに対しS―netなどの海底観測網は、沖合での実際の津波観測結果に基づき到達を予想するため、精度が格段に高まっている。

海底プレート地震、解明へ一歩
 観測網の充実は、地震研究の発展をもたらしている。防災科研の青井センター長の調べでは、13年秋に日本地震学会で発表された研究の3割が陸・海域観測網データを使い、地震活動や強震動の地盤観測などに限ると過半数を占めた。

 観測網データは地震研究だけでなく、耐震工学など多分野で貢献している。観測網による実データの充実で、シミュレーションにおける入力地震動のデータの精度が上がり、信頼性を高められる。

 津波が内陸へさかのぼる現象の即時予測技術の開発も始まった。青井センター長らは内閣府の「戦略的イノベーション創造プログラム」(SIP)で、S―netの観測データを使い、陸に津波がどう上ってくるか、浸水分布などを数分以内に予測することを目指す。

 事前にシミュレーションした津波シナリオから、実際に沖合で観測した津波に近いシナリオを即時に選択・予測する。現在、千葉県外房地域を対象に、システム構築を進めている。

 巨大地震の予測の可能性も見えてくる。海底のプレート境界付近で起こる地震の詳細なメカニズムは解明されていないが、観測データの充実で地下の地震発生場の理解が進んできた。

 東京大学地震研究所の平田直教授は、「どうしてプレート境界で地震が発生したか、その具体的なプロセスを理解することが地震発生予測の第一歩だ」と話す。