東北沖の地震から13年。震源域の断層掘削調査「JTRACK」が始動。地震研究の難題から海溝型地震のメカニズム解明に挑む

9月6日、地球深部探査船「ちきゅう」が宮城県沖に向けて出航し、いよいよIODP(国際深海科学掘削計画)第405次航海「JTRACK(ジェイトラック)」(日本海溝巨大地震・津波発生過程の時空間変化の追跡:Tracking Tsunamigenic Slip Across the Japan Trench)が始まります。

2011年3月11日に起きた東北地方太平洋沖地震。発生からおよそ1年後の2012年4月には、IODP第343次航海「JFAST(ジェイファスト)」(東北地方太平洋沖地震調査掘削)という地震を起こした断層の掘削調査航海が実施されました。今回のJTRACKは、それから12年ぶりの大プロジェクトとなります。巨大地震と大津波を引き起こしたプレート境界断層は、この12年でどう変化したのか。さらに、それらのデータから海溝型地震のメカニズム解明にも大きな前進があるのではないかと期待されています。

そこで、海洋研究開発機構(JAMSTEC)理事で、「JTRACK」の共同首席研究者をつとめる小平秀一さんにプロジェクトについてお話を伺いました。(取材・文:岡田仁志)

――今回の「JTRACK」についてうかがう前に、まずは12年前のJFASTで、あの地震について何がわかったのかを教えてください。

東北地方太平洋沖地震は、太平洋プレート(海洋プレート)に引きずられて沈み込んでいた北米プレート(大陸プレート)が、元に戻ろうとしてすべることで引き起こされました。地震の3日後に東北沖へ緊急派遣された深海調査研究船「かいれい」の調査では、海溝軸付近で50メートルを超える水平変動、約10mの隆起が確認されています。

そこでJFASTでは、地震を引き起こしたプレート境界断層を探し当て、そこから、地球深部探査船「ちきゅう」によって断層のサンプルを回収することを目指しました。マグニチュード9という巨大地震の断層がどういうものかを調べるためです。

また、その断層の掘削孔に温度計を設置して、のちに回収することもJFASTの大きな目的のひとつでした。断層がすべると摩擦熱によって断層周辺の温度が上がるので、それを調べると摩擦係数、つまり断層のすべりやすさがどれぐらいだったかを知ることができるのです。

──断層サンプルの回収は、かなりご苦労されたと聞いています。

水深7000メートルの海底からさらに850メートルも掘るのは初めてのことでしたから、難しかったですね。さらに、このときは天候が悪かったこともあって時間が足りなくなり、かなり掘り飛ばしをせざるを得ませんでした。本当は浅いところから断層まで連続的にサンプルを取りたいのですが、浅いところは断念し、海底下800メートルの断層付近と思われる深いところを密にサンプリングしたんです。

結果的に、海底下約820メートルから、プレート境界断層のサンプルを回収することに成功しました。