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地震全般・各地の地震活動

第2回  熊本地震とはどのような地震だったのか

執筆者

遠田 晋次
東北大学災害科学国際研究所 教授
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連鎖した大地震

2016年(平成28年)4月14日午後9時26分、熊本市東部の地下11kmを震源とするマグニチュード(M)6.5の地震が発生し、益城町を震度7の強烈な揺れが襲いました【図1】。そして、28時間後の16日未明、さらに大きなM7.3の地震が発生し、益城町は再び震度7の激震に見舞われました。また、西原村で震度7、熊本市と南阿蘇村で震度6強を観測するなど、広い範囲で建物倒壊などの甚大な被害が出ました。その後も広範囲で余震が多発し、阿蘇市で震度6強、大分県の別府市、由布市などでも震度6弱を観測しました。そのため、「阿蘇でも大分でも起こっていて、次第に震源が北東へ移動しているのではないか。次は四国の中央構造線か」、「気象庁も予測がつかない前代未聞の異常事態ではないか」など、不安の声が多く聞かれました。

一連の熊本地震を「前震-本震-余震」と説明する場合もありますが、これら一連の地震は、九州中央部の断層密集域に発生した連鎖型地震とみたほうがよいでしょう。そう考えるきっかけとなったのが、最初に日奈久(ひなぐ)断層北端で発生した14日のM6.5の地震です。この時点で「これはこのままでは終わらない」と直感しました。世界の同様の事例を知っていましたし、さらに近くに布田川(ふたがわ)断層も控えていたからです。実際に15日未明にもM6.4の地震が発生し、それらが飛び火となって布田川断層を刺激し、16日の本震が起きたのです。さらに布田川断層の動きによって周囲にひずみが伝わり、阿蘇や大分県側でも地震が誘発されました。

2000年の眠りから覚めた布田川断層

我々は現地を歩き、布田川断層と日奈久断層に沿って長さ約30 kmにも及ぶ地表地震断層(*)を確認しました【図1】。地震断層は、活断層が見つかっていなかった阿蘇のカルデラ内にまで延びていました。観察された断層による食い違い(ずれ)は、断層の反対側の岩盤が右に動く「右横ずれ断層」です。益城町堂園(どうぞん)地区では畑の畦(あぜ)や畝(うね)が2.2mも食い違っていました【図2】。

(*)地表に顔を出した、地震を引き起こした断層【第1回/遠田晋次、図2を参照】

活断層による大地震の特徴は、強烈な揺れだけではなく、このような断層による地面の食い違いが生じることです。熊本地震では、基礎にずれが生じ、傾いた家屋が多数見られました。道路や橋、ダムなどの大構造物も、ずれによって被害を受けました。熊本地震の場合は、幸いにも水平ずれが主体でしたが、もし上下(縦)の大きな動きを伴っていれば家屋の倒壊はさらにひどいことになったでしょう。

布田川断層は、今後30年間に大地震を起こす確率が「ほぼ0%~0.9%」とされていました。活動する間隔は8000年~2万6000年で、最後の大地震は約6900年前~2200年前との評価でした。「最大でも0.9%」というのは、専門家からみると、活断層の中では「やや高い」確率ということですが、一般的な感覚では、ほとんど起こらないと判断したくなる数値です。実は、熊本地震の後に行われた調査によって、2000年~4000年くらいの活動間隔であることが分かりました。布田川断層は、本当はもっと活発な断層だったのです。調査が足りなかったのですね。

活断層と火山、大地溝帯

なぜ熊本で大地震が発生したのか。その背景を考えるためには、九州地方での大地の動きを理解する必要があります。日本列島のほとんどの地域では、プレート同士のせめぎ合いで陸地は圧縮されています。しかし、九州は例外的に南北に引っ張られていて、北部九州と南部九州は年間約3cmずつ離れていっています。その引き裂かれる中心が九州中央部なのです。別府湾から、大分市、由布市、九重町(ここのえまち)にかけて、大地が引っ張られたときに縦に動く断層(正断層)が多数発達し、熊本市を経て島原市へと続きます。この一帯を「別府-島原地溝帯」と呼んでいます。まさに地面の裂け目で、阿蘇山や雲仙など、火山も多数存在します。

熊本地震は、阿蘇山という第一級の活火山の近くで発生しました。活断層と火山が共存する理由は、火山周辺は地下が熱く、地震を引き起こす岩盤が薄くてもろく、断層(亀裂)が生じやすいためです。また、マグマだまりの膨張・収縮によって岩盤の動きが激しいことも関係しています。そのため、短い活断層が密集する傾向にあって、別府湾から日田(ひた)市にかけて大分県を横断する「別府-万年山(べっぷはねやま)断層帯」はその典型です。断層が多いということは、それだけふだんから地震が多く発生するということです。

布田川断層沿いにも火山が分布します。益城町には赤井火山、西原村には大峰(おおみね)火山という小さな火山があり、それぞれ20万年前ごろと10万年前ごろに噴火しています。特に、大峰火山からの溶岩は、熊本空港がある高遊原(たかゆうばる)台地を形成しています【図3】。この2つの火山は、活断層によって生じた地面の隙間をつたってマグマが上昇して形成されたと考えられています。

熊本地震の余震と今後

熊本地震は連鎖型地震である、と述べました。余震は、熊本平野や八代平野の方まで広がり【図1】、「さらに周辺の活断層に飛び火するのではないか」と危惧されました。今後も、まだ連鎖は続くのでしょうか。心配になりますが、最近では体に感じる余震は少なくなりました。余震活動の衰え方を予測する式は、発見者である帝国大学地震学教授の大森房吉(1868~1923)の名をつけて「余震の大森公式」と呼ばれています。大森公式では、1日あたりの余震数が K/tの簡単な式で表されます。Kは本震初日に発生した地震数、tは本震からの経過日数です。例えば本震直後1日間に観測された余震数が100であったならば、10日後は1日あたりほぼ10個、100日後は1日あたり1個になります。すでに熊本地震の本震から700日程たっていますので、本震当日の1/700くらいになっています。

こうして見ていくと、大きな地震(余震)はもう起こらなくなったように思えます。しかしながらこれは、急激な余震数の減少による見せかけであり、例えるのであれば、「ダーツと的」の関係に似ています【図4】。ダーツを的に向かってたくさん投げることができれば、中央の的に当たるダーツの数(確率)が増えます。本震直後はまさにこの状態です。逆に700日後は700分の1しかダーツを投げることができない状態です。的の中央を射止めるのは簡単ではありません。ただし、的の大きさが変わったわけではないので、まぐれで中央に当たることもあります。すなわち、1年後、2年後にたまたま最大余震が発生することもありえるのです。Mが5~6でも熊本市街地直下で発生すると、局所的に震度6強、場合によっては震度7となる可能性もあります。今後も油断はできません。

(2018年3月30日 更新)