2023年カフラマンマラシュ地震群の応力媒介型多断層破壊ダイナミクス（トルコ）

なぜこの“連続地震”が重要なのか

2023年2月、トルコ南東部で数時間の間に二つの大地震が発生し、数万人が死亡し都市が壊滅的被害を受けました。本研究は公共の安全に大きな意味を持つ、一見単純な問いを投げかけます：隣接する二つの断層がこれほど短時間で連続して破壊したのはなぜか、そして最初の地震が二度目の災害の発生をより起こりやすくしたのか？著者らは、二百年にわたってゆっくり蓄積した応力が2023年の出来事で突然どのように変化したかをたどることで、ある地震が別の地震を“準備”し、ついには解放してしまう過程を示し、一つの大災害が連鎖的な破局へと変わる仕組みを明らかにします。

岩石に隠れた長い記憶

地震は突然どこからともなく起こるわけではありません。各地震は地殻内の応力場をわずかに書き換え、ある断層に応力を加え、別の断層の応力を緩和します。研究チームは東トルコのこれらの応力変化に関する以前のモデルを再検討し、新しい歴史記録、断層地図、現代の地震学データで更新しました。彼らは1822年に始まる一連の大地震からどのように応力が蓄積されたかを追跡し、各震動中の急激な応力変化と地殻深部で続く遅いすべり（クリープ）を両方考慮しました。これにより、実際に地盤が揺れ始めるはるか前の時点で、どの断層区間がどれだけ“準備”されていたかを推定することができました。

最初の衝撃：破断準備の整った断層

最初のマグニチュード7.8のカフラマンマラシュ地震は、よく知られた主要断層上ではなく、近接する小さな区間であるナルル（Narlı）断層上で始まりました。計算によれば、この断層はとくに1822年の大地震以来、二百年にわたって着実に荷重されていました。ついに破断が起きたとき、隣接する東アナトリア断層のパザルジク（Pazarcık）区間の応力は既に高い水準に達していました。ナルルの破断はさらに押し上げる効果を与え、応力を一段と高めたことで、数秒後に破断がパザルジクへ飛び移るのを助けました。この区間の一部では、応力が高く比較的均一であり、実験室や数値モデルが示すところでは、自身の地震波より速く進む“超せん断（スーパーシア）”破壊が起こりやすい条件であり、北東で観測されたような現象を説明します。これに対して南西側では、応力分布がより斑で一部では局所的に負となっており、破壊はより遅く進みました。

障壁、影響域、そして二度目の大地震

近傍のすべての断層が直ちに破壊する準備ができていたわけではありません。パザルジクの後に破壊したアマノス（Amanos）区間は、当初著者らが“応力の影”と表現する状態にあり、以前の出来事によって応力が低下している部分がありました。しかし、ナルルとパザルジクの破断が組み合わさることで状況は逆転し、大部分のアマノスが強く荷重され、より遅い、サブシア破壊が進行することを可能にしました。もっと驚くべき話は、9時間後に概ね東西方向の別の断層で発生したマグニチュード7.6のエルビスタン（Elbistan）地震に関するものです。2023年以前、この断層の大半は不利な状態にあり、破壊を促すより抑制するような応力変化の下にありました。

一つの地震がもう一つの“クランプ”を外した仕組み

モデルは、カフラマンマラシュ本震がエルビスタン断層上の状態を劇的に書き換えたことを明らかにします。第一の地震は主に横方向のずれを増すだけでなく、第二の断層を押しつぶしていた締め付け力（クランピング）を広い領域で10バール以上も低下させ、実質的に“クランプを外した”のです。横ずれの剪断力の増加は控えめでしたが、このクランピング応力の解放と、岩石内の流体圧を制御する平均応力の微妙な変化が重なって釣り合いを崩しました。著者らは、わずかに引き伸ばされる領域へ間隙流体が移動し、断層をさらに弱めた可能性を示唆しています。その結果、以前は破壊に不利であった断層が正の総合応力変化を受け、急速に破壊し、再び一部区間で超せん断速度に達する破壊が起きました。

将来のリスクにとっての意味

研究は、2023年の災害を単純な“地震ギャップ”だけで、あるいは各断層を個別に見て理解することはできないと結論づけます。代わりに、歴史的地震による長期的な荷重と大震による短期的変化が組み合わさることで、複雑で連鎖的な複数断層の破壊を引き起こしうるのです。専門外の人にとって重要なメッセージは、一度の大地震が応力を変え近隣断層の締め付けを緩めることで、表面的には比較的安全に見えた断層さえも静かに“準備”してしまい、別の大地震をもたらす可能性があるということです。こうした隠れた結びつきを認識しモデル化することが、地震予測を改善し、一つの大事件が致命的な二重被害や連鎖反応に発展する時期をより正確に予測するために不可欠です。

引用: Nalbant, S.S., Uzunca, F., Main, I.G. et al. Stress-mediated multi-fault rupture dynamics of the 2023 Kahramanmaraş earthquake sequence, Türkiye. Sci Rep 16, 10705 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45723-7

キーワード: 地震の誘発, 断層相互作用, クーロン応力, カフラマンマラシュ連鎖, 地震ハザード