地球科学：逆断層地震破壊が断層を開く可能性を示す実験的証拠

地球の大地震の多くは、逆断層で起こる。こうした地震は、2011年のモーメントマグニチュード9.0の東北沖地震のように主に沈み込み帯内部で起こるか、1999年のモーメントマグニチュード7.7の台湾・集集地震のように大規模な衝突帯に沿って起こっている。注目すべきなのは、この2つの地震が地表に極めて近い所で最大のすべりを示していたことである。これは、東北沖地震で発生した破壊的な津波と、集集地震によって生じた構造物への大きな被害に寄与した。逆断層の浅い部分は摩擦的には安定と考えられているので、地表近くでそうした大きなすべりが生じた機構はよく分かっていない。本論文では、地震破壊実験を用いて、自由表面の近くで逆断層破壊面を回転させ、固着を緩めて大きな距離をすべらせる機構が存在することを明らかにする。実験を補足する数値モデリングによって、地震破壊が自由表面に近づくにつれて楔状の断層面上盤が一方向に著しく回転し、破壊が自由表面に達するやいなやこの回転が解放され、楔状上盤の固着が外れて急激に「跳ね返る」ことが確かめられた。今回の結果は、沈み込む境界の地震発生帯の浅部への広がりは固定したものではなく、回転機構によって大地震の際に海溝に向かって上部へ広がる可能性があることを示唆している。

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