京都大学の研究チームは、断層線近くの強い地震データを分析したところ、これまで知られていなかった地震現象を発見しました。それは、プレート間の断層の動きが突然止まると、「地質学的むち打ち」に似た影響が発生するというものです。この発見は、研究者らが地震データで観察した逆相波形に由来するが、これは既知のプレート活動では決して予想されなかった異常なパターンである。

研究により、断層線近くの地盤は地震中に一方向に動くだけでなく、最初は一方向に動き、その後一時的に反対方向に急激に反発するオーバーシュート現象が起こることが判明しました。この現象は、急ブレーキ時の慣性により車体が前方に傾き、その後サスペンションの作用により後方に反動し、乗員がシートバックに押し付けられるのと同様の現象です。研究の筆頭著者であるジェシー・キールズ氏は、この研究は断層付近の地震記録をより深く理解し、震源過程の観点から解釈するという広範な取り組みから生まれたと述べた。

これらの逆相波形は、地震、特に大規模な横ずれ断層地震によって引き起こされる地表の損傷の程度に関連している可能性があります。なぜなら、建物などの構造物をそのような逆方向の動きに耐えるように設計するのは特に難しいと研究者らは指摘しているからです。横ずれ断層は垂直または垂直に近い断層面であり、その両側の岩石ブロックは主に水平方向に移動します。世界の地震の約90％を発生させる環太平洋火山帯では、サンアンドレアス断層やクイーンシャーロット断層などの境界に沿った非火山性プレートの「研磨」または沈み込みが、かなりの横ずれ地震を引き起こす可能性がある。

研究チームは、観測された地震動とモデル予測を組み合わせ、地震加速度と衛星データを組み合わせ、突然動きが止まった何らかの障害物があった場合に、このような大きな横ずれ地震がどのように発生するかをシミュレーションしました。この方法を使用して、彼らは逆位相波が実際に境界に到達して地震動を停止するプレート運動に関連していることを発見しました。

研究者らはまた、地震の突然の停止とゆっくりとした停止の間の強い「停止位相信号」の違いを発見し、そのような運動の物理学が地表上の運動にどのような影響を与えるかを理解する新たな方法を切り開いた。フェーズを停止すると「むち打ち症のような長い地震動が発生し」、エンジニアに独特の課題をもたらすとチームは説明する。車のブレーキと同じように、地震が早く止まるほど、後ろ向きのむち打ち効果が強くなります。

研究チームは論文の中で、「大規模な横滑り地震による体系的な近傍地震動停止段階の観測を実証した」と述べている。 「世界中の12の地震事象の分析は、断層に平行な表面変位における一時的なオーバーシュートが、断層伝播の突然の停止の信頼できる診断兆候であることを示しています。」研究者らは現在、研究の範囲を拡大して世界中の大地震の発生を調査し、終息段階での地震の挙動特性をより深く理解することを計画している。横ずれ断層によって引き起こされる地震の場合、マグニチュードが重要であり、その停止特性は、その影響からより適切に保護するのに役立ちます。この研究はサイエンス誌に掲載されました。