トルコは、ユーラシアプレート、アフリカプレート、アラビアプレート、アナトリアプレートが接する世界で最も地震が活発な地域の一つに位置しています。プレートの複雑な相互作用は、歴史上何度も壊滅的な地震を引き起こしてきました。最も有名な出来事の 1 つは、30,000 人以上が死亡した 1939 年のエルジンジャン地震であり、それ以来、地震は北アナトリア断層に沿った階段状に西に移動したようです。したがって、多くの科学研究者は、次の大地震はイスタンブールの南のマルマラ海で発生する可能性が最も高いと判断しています。
マルマラ海の北アナトリア断層では、250年以上大地震が発生していないため、科学界では、この地域に地殻変動が長期間にわたって蓄積しているのではないかとの懸念が生じている。しかし、関連する研究は何十年も続けられてきたものの、海底深部の断層の微細構造を明らかにすることは常に困難であり、そのため科学者が将来の地震の破壊の可能性のある位置を正確に判断し、防災や軽減のためのより的を絞った提案を提供することは大きく制限されてきました。
このギャップを埋めるために、東京理科大学総合研究センター多次元レジリエンス研究センター名誉教授の小川康夫氏は、トルコのボアジチ大学助教授のトゥライ・カヤ・エケン氏と協力して、マルマラ海の海底地域の系統的な調査を主導した。関連する結果は最近「Geology」誌に掲載されました。研究チームは、この主要領域をカバーする初の三次元電磁構造モデルを構築し、断層内の物理的性質の違いと地震の伝播との関係を理解するための新たな視点を提供した。
地下構造物を「透視」するために地震波に依存する従来の方法とは異なり、この研究では地震信号ではなく電磁信号を使用します。研究チームは、以前に配備された20以上のローカル磁気抵抗ステーション（磁気測地測深ステーション）からの観測データを編集し、地球の深部構造が自然の電磁場に及ぼす小さな影響を記録した。研究者らは、三次元反転法を使用して、マルマラ海の地下数十キロメートル以内の電気分布を再構築しました。これは、地下媒体の比抵抗の三次元画像です。
解析結果は、この領域の抵抗率の空間分布が非常に複雑で、抵抗率が大幅に低い帯状領域と抵抗率が大幅に高い「ハード ブロック」の両方が存在することを示しています。研究では、抵抗率が低いことは、力学的に比較的「弱い」水を含む岩石や流体が豊富な岩石に関係していることが多いと指摘しています。逆に、抵抗率の高い領域は、通常、より硬く、よりロックされた地殻ブロックに対応します。この強さと弱さの構造が、将来の大地震の発生と破壊の潜在的な段階を提供します。
「小川康夫氏は、彼らが観察した高抵抗の異常は、応力が蓄積しているロックされた領域を表していると述べました。これらの特徴は、断層力学プロセスを理解するための重要な手がかりを提供します。」研究チームは、将来の大地震により、強いゾーンと弱いゾーンの境界、または高抵抗の「ロックされた」ゾーンの端で亀裂が発生する可能性が高いと推測しています。これらの場所は、応力集中と破壊伝播の弱いリンクとなる可能性が高くなります。
この研究は、次の大地震が正確にどこで起こり、どこで噴火するのかという、テュルキエの何千万人もの住民の安全に関する核心的な疑問に答えるための重要な一歩と考えられている。小川康夫氏は、新たに構築された三次元電磁モデルは、潜在的な巨大地震の破壊開始位置と起こり得る規模を評価するために使用でき、将来のリスク評価と回復力計画に定量的な基礎を提供できると指摘した。研究者らはまた、継続的な電磁観測と他の地球物理学的モニタリング手法を組み合わせることで、長期スケールでの地震危険予測が向上し、それによって北アナトリア断層の次の大規模な断層が到来する前に人的被害と経済的損失を最小限に抑えることが期待できると強調した。