巨大地震の引き金　−地下深部の水が巨大地震を起こす誘因かも−

 １．始めに
　地震は、地下深部で断層がズレて起きる現象ですが、その際に断層の岩石のすき間にある水分の存在がズレる動きを加速し、地震をより大きな規模にする誘因になっていることを、嶋本利彦・京都大教授（岩石力学）らが突き止めたそうです。
　各地での巨大地震の話題が気になっている時だけに、多くの方が関心があるのではないかと整理してみました。

　　　　　　　　　　　　　　　　

 ２．研究の着目点
　断層内の岩石のすき間に水や水蒸気などがある場合、ズレが起こす摩擦で水は３００〜８００度に加熱されること。

 ３．研究の方法
　京都大大学院理学研究科の嶋本利彦教授（構造地質学）らの研究グループは、九州から関東までを貫く日本最大の断層「中央構造線」が露出する三重県松阪市、京都市の花折断層で岩石を採取し、水の浸透率（滲み込みやすさ）を調べたそうです。

 ４．研究の結果
　水が滲み込みにくい岩石では、熱で膨張した水の逃げ場がなく、水圧が断層を押し広げて一気にズレを起こすことを確認したということです。

 ５．少し分かりやすく
　詳しい解説がないために、非常に分かり辛く、私さえも理解しづらいのですが、分かる範囲で噛み砕いてみましょう。
１）断層について
　断層というものは、何度か強い力が掛かって、過去に粉砕されている面構造なんです。
　粉砕されて、粘土化している部分が多いため、浸透率は小さいことが多い。すなわち、水は通し難いのです。
２）断層内の水分
　断層は周囲より壊れやすいので、ここに力が集中してかかります。その結果、ズレようとする。また、断層そのものには水は少ないけど、周りの岩盤には割れ目が多くて水が多いようです。
　地上と違って、高圧・高温の元でズレようとする力が掛かると、断層面に高温・高圧が作用して含まれる水分が加熱されるということなのです。断層そのものの中にある水だけではなく、周囲の水も同じような働きをするように思えます。
　一気に３００〜８００度に水が熱せられると、逃げ場を求めるわけですが、元々周囲は硬い岩盤で弱いのは断層そのものなわけですから、断層そのもの（挟在物）を押し広げようとする。横へでなく、面の広がりの方向へところてん式に押し出そうとするといった方が理解しやすいかもしれません。ところが、浸透率が小さいことから容易には水分は逃げない、逃げられない。
　熱で膨張した水の逃げ場がなく、持ち堪えれるだけ耐えて、限界にきたら、水圧が断層を押し広げて一気にずれを起こすのです。
３）地震の誘因
　地震は、一般にズレ始めた断層が強度を失い、一気に壊れることで生じます。
　この時、ズレ方が速いほど大きな地震になることは多くの事例から分かっていましたが、なぜ断層内の特定の場所で急激にズレるのかは明確に分かっていませんでした。
　今回、その原因が断層内の水であることを突き止めたのです。
　もう一度、説明すると、水が断層面を押し広げようとする方向は、断層がズレようとする方向そのもので、一気に大きくズレようとする断層の活動を助けることになります。
４）巨大地震の引き金
　水が地震を引き起こす重要な役割を果たしていることが明らかにされたわけです。
　断層内の水が、一気にズレ（破壊）を進めるということは、巨大地震を引き起こすことにも繋がるのです。
　断層を水圧で押し広げつつズレる訳ですから、潤滑油を得た滑動面と変わったようなものですから規模も大きくなるのは容易いなことになるのです。

 ６．最後に
　地震と水の関係は、たびたび登場していたように思いますが、今回は基礎研究的なところからアプローチされているようです。そして、各地の現場で実際の断層粘土からその浸透率を求めて、それを基に地震のメカニズムを解析されているようです。
　詳細の研究結果をみないと、いけないとは思いますが、地震と水との関係が俄かにイメージできるようになりました。
　アメリカなどでは大きなダムの周辺で地震が多発したりということも新聞をにぎあわせた時期もありましたので、地下での水の存在に関心を持ち続けていましたが、これで謎がまた1つ解けたように思います。このことが、地震予知に繋がるようなことになれば良いがと願っています。

　追伸：地震のメカニズム、地球のプレートなどについて分かりやすく解説してあります。一度図だけでもご覧ください！
　地震研の公開講義「プレートテクトニクスと日本列島付近の地震」

　＜参考資料＞
１）(Yahooニュース　H17.08.04）断層間の水が強い地震波＝ずれで摩擦熱、水圧上昇−「中央構造線」で実証・京大 　
　http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20050804-00000014-jij-soci
２）(MSN-MainichiINTERACTIVE　H17.08.04）巨大地震：岩石のすき間の水分が引き金　京大教授ら確認
　http://www.mainichi-msn.co.jp/science/kagaku/news/20050804k0000m040170000c.html

　＜図書紹介＞
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