Nishimura D2 Report of the 1999 Taiwan Earthquake

台湾・トルコ・神戸の地震の前、空白域はどうなっていたか

西村士郎

演習目的

近年起こった大地震の、空白域と本震の関連性について考察する。さらに空白域が前兆現象と言えるかどうかについても考察。

データ収集・調査方法

台湾集集地震（'99.9.20：世界標準時）・イズミット地震（'99.8.17：世界標準時）・兵庫県南部地震('95.1.17 am5:46)の本震前の地震データ（発生場所・日時・マグニチュードなど）をインターネットおよび図書などの資料で収集し、それを元にGMT で地図にプロットする。今回はデータ収集の方法を二つに分けて、兵庫県南部地震は図書などの紙の資料で集め、台湾とイズミット地震はインターネットで集める。そして過去の地震のデータがプロットされた地図をもとに空白域を指定し、本震と空白域の関連性について考察する。

調査結果

１．空白域（seismic gap)の定義

震源域がお互いにほとんど重ならず、近年大地震が起こっていない領域。空白域は茂木(1979)によって、第一種と第二種に分けられている。

　第一種…大地震を起こす能力を持っていることが分かっていて、最近大地震が起こっていない空白域。大地震のみの分布図で大きく抜けているところ。’７３年の根室沖地震（M7.4)や、’７８年のメキシコ地震（M7.8)の地震などが、地震発生以前から指摘されていた、第一種の空白域の例として知られている。

　第二種…大地震の前にその震源域内の小さい地震の活動が低下して生じた、地震活動の空白域。これは比較的小さな地震まで含めた地震分布図から検出される。’５２年の十勝沖地震や、’８３年の日本海中部地震の前に、第二種の空白域があった。今回調べた兵庫県南部地震の地域にも第二種の空白域が形成されていた（後述）。第二種の空白域の周辺はかえって地震活動が活発化することがあり、これをドーナッツ・パターン（doughnut pattern）という。

２．兵庫県南部地震

（図１－１；右図）の解説
ⅰ…気象庁のデータによる、’８０年～’９４年９月までの小地震分布。震源の深さ０～３０km。
ⅱ…淡路ー六甲断層帯の小地震分布の断面の空白域。図ⅰのABの線に投影。
ⅲ…ⅰと同じデータから深さ０～６kmの地震だけをプロットした図。空白域が確認される。

※空白域を探すときは、震央分布図に頼るだけでなく、３次元的に見たほうがより明瞭に空白域を検出できる。地震分布の断面図を見ると、本震の破壊面とほぼ一致する空白域が形成されている。断層帯に帯状に小地震分布が見られる場合、３次元的に見るとそれが深いところに集中して上部地殻に明瞭な空白域を形成していたことが分かる。同じような空白域は山崎断層系や伊勢湾断層系にも見られる。これらは特定の深さのみの震央分布図を描いて見比べると容易に見出すことができる。（資料３⇒）

（図１－２；左図）…震源域（淡路島ー六甲山地）に沿った微小地震の時間分布。（図１－３）～（図１～５）、（表１－６）は前兆現象の項目で引用。

３．台湾集集地震

データ収集は、(資料５）のEarthquake　Search（Rectangular　Area)によって、 GMTにプロットする緯度・経度の範囲を指定しておこなった。データベースは

①(PDE) 1973-Present,
②(PDE-Q)Most Recent,
③SWE(2150B.C.-1994A.D.：M6.0以上)を用いた。

※GMTの地図上には地震発生日時の新しいものからプロットしている。

台湾地震について、以下の手順でプロットした。

１．本震直前から１９７３年までのM6級以上の地震。
２．本震直前から１９９５年までのM4～M5級の地震。
ここまでの地図が（図２－１；右図）で、ちょうど震源を取り囲むように空白域が形成されている。
更に、
３．③の大地震。

すると震源の近くで１９５１年にMs7.1、１９１７年にMs6.3、１９１６年にMs6.4の大地震が発生している。１９００年～２０００年の間に約３０～５０年の周期で大地震が起きていることがわかる。さらに１７２０年までさかのぼって大地震をプロットしたが、震源付近での大地震は記録されていない。（図２－２；左図）

４．イズミット地震

台湾地震と同様にして、今度は震源付近のデータの精度を上げるために、範囲を絞ってプロットした。

１．③の大地震。
２．①のM5級の地震。

ここまでで震源付近の地震はひとつも観測されなかった（図３－１；右図）。震源を大きく取り囲むようにまれに大地震が発生している。このことから震源付近はもともと大地震の起こる場所ではないことが分かる。

今度はM4級以下に絞って

３．①のM4級の地震。
を調べると、今回の地震の１つ前の地震（１９９８年１１月１１日）が、震源のすぐ近くで起こった（図３－２；左図）。さらに

４．①のM3級の地震。をプロットすると（図３－３；右図）のようになった。震源付近は最近まで、M4以下の地震が頻繁に発生する地帯であったことが分かる。

結論

１．兵庫県南部地震

（図１－１）では空間的、（図１－２）では時間的に空白域が確認される。とくに（図１－２）からは、右端に見える北摂・丹波山地の活動に比べ、神戸市から淡路島にかけての震源域の活動が非常に少ないことがわかる。中でも淡路地域では’９０年から、神戸地域では’９４年からほとんど地震が起きなくなっていた。大地震だけの分布図では全く確認できず、M4以下の地震を含めてようやく形が現れ、大地震の前に震源付近で小さい地震の活動が低下して生じているので、この空白域は第２種であると考えられる。

２．台湾集集地震

（図２－２）をみると震源付近は以前から大地震の起こる地域であり、（図２－１）より近年、大きな地震が震源付近で観測されなかったことから、形成された空白域は第１種のものであると考えられる。

３．イズミット地震

イズミット地震では（図３－１）から、震源付近のM5以上の大地震が発生していないことがわかる。よって大地震の分布図では、空白域が全く確認できない。（図３－２）で見つかった、最近かつ最大の地震は’９８年１１月のM4であるが、これ以降大地震発生までM３以上の地震はほとんど観測されない。ところが、’９８年以前では度々観測される（図３－３）ので、’９８年１１月～’ ９９年８月までが震源付近の地震活動停滞期であり、形成された空白域は第２種のものと考えられる。

以上のように空白域は本震と関連があること、第１種・第２種のどちらの種類に当てはまるかということは見当がつくが、空白域そのものの問題点もいくつかある。

空白域の問題点

第１種…空白域を地震予知に利用する場合、その地域での大地震の繰り返しの特性が分かっていなければ実用的には利用できない。例えば、南海トラフでは過去の巨大地震の繰り返しがよく分かるので利用できる。また、一つの空白域が一つの地震で解消されるとは限らないので、大地震が起こったら空白域の残りをすぐ検討しなければならない。

第２種…第２種は比較的小さな地震を利用するので、あまり小さな地震を入れると空白域が見えなくなる。検出にはどの程度以上のマグニチュードの地震に目をつけて分布を観察するか判断することが必要である。

これらの問題点を考慮した上で本震と空白域の関連性を考察することが必要である。（資料２⇒）

前兆現象について

空白域も先行現象のひとつなので、文献の中には空白域に関連ある前兆現象について述べられているのもいくつかあった（主に兵庫県南部地震について）。前兆現象は元々僕が提示したテーマなので、見つかっただけ紹介したい。

　兵庫県南部地震の前兆とされる微小地震は（図１－３；左上図）の通りで、最後に本震発生前日の明石海峡での地震活動（図１－４；右上図）があったが、これらを前兆と判断するのは難しい。むしろ六甲高尾観測所での伸縮計と湧水量の変化（藤森、’９５）、神戸の井戸水におけるラドン濃度の変化（五十嵐他、’９５）などが重要な前兆と考えられる。（佃、’９５）によると、発光現象（地震に伴う電磁気現象の一種）も観測されている（表１－６；左下）。前兆現象としての空白域の可能性を持つのは唯一（石川、’９０）によって指摘されていた空白域である（図１－５；右図）。図の「M」の地域がそれだが、この地震は空白域のほとんど全てを破壊しただけでなく、それ以上に淡路島まで破壊が及んでいる。しかし石川が指摘した空白域は、地表から深さ２０kmまでだった。（図１－１）を見ると淡路島側の上部地殻も空白域だったと考えられる。（資料３⇒）

【参考資料】
０．『地震学』第２版（宇津徳治）共立出版
１．『阪神・淡路大震災誌』～１９９５年兵庫県南部地震朝日新聞社
２．『阪神・淡路大震災と地震の予測』（深尾良夫、編）岩波
３．月刊・地球『１９９５年兵庫県南部地震』号外No.13　１９９５
　　～近代都市直下に起こった大震災の報告～海洋出版
４．地震月報
５．NEICおよびUSGSのHP