ハワイ大学マノア校の地球科学者らによる最新の研究によると、カリフォルニア州を約750マイル（約1,200キロ）走るサンアンドレアス断層とその南のサンジャシント断層が現在「臨界応力」状態にあり、全体の圧力レベルが過去1000年で最高点まで上昇しており、米国西海岸で強い地震が発生する可能性が大幅に高まっている。

研究チームは、物理学に基づいた数値モデルを使用し、千年にわたる過去の地震データと組み合わせて、上記の 2 つの主要な断層系とその交差領域であるカホン峠の応力蓄積状態を再構築し、評価しました。論文の筆頭著者でハワイ大学地球物理・惑星学研究所の研究者であるリリアン・ブルクハルト氏は、複数の断層の現在の応力レベルは「過去1000年間に観測された最高値に達しているか、それを超えている」とし、この地域システムにはサンアンドレアスとサンジャシントの2つの主要断層を貫く大規模な断層が発生する条件が備わっている可能性があると述べた。

この研究では、2つの主要な断層の間でカホンギャップが果たす重要なハブの役割を説明するために「地震ゲート」の概念が提案されました。場合によっては、一方の断層の応力が他方の断層よりも著しく高い場合、カホンギャップが「安全弁」のように機能し、大規模な破壊が 2 つの断層間で伝播するのを阻止し、単一の地震イベントの規模と範囲を制限することができます。しかし、2 つの断層の応力レベルが非常に近く、破壊が発生したときに同時に増加すると、カホンギャップが「水門を開き」、破壊が 2 つの主要な断層にまたがり、より広い範囲をカバーする共同地震イベントに発展する可能性があります。

ブルクハルト氏は、現在の計算によれば、南カリフォルニアのサンアンドレアス断層は1857年の「フォート・テホン地震」以来、ほぼ160年間、同様の規模の大規模な断層を経験していないことを示していると指摘した。この期間中、十分な応力除去が行われず、システムは「重大な負荷状態」に陥っていました。モデルによると、このような長期間解放されていない高気圧を背景に、カホンギャップの「門」が開いた場合、サンアンドレアスとサンジャシントの2つの主要な断層が一度に同時に破壊される可能性があり、ロサンゼルスやサンバーナーディーノなどの人口密集地域は深刻な地震被害のリスクに直面することになる。

この研究は、プレートテクトニクスの基本的なメカニズムも繰り返し示している。サンアンドレアス断層帯では、太平洋と北アメリカのプレートが断層に沿って年間約1～2インチの速度で相互にスライドする。プレートが接触面で局所的に「くっついている」場合、応力は「くっついた点」に蓄積され続け、ある瞬間に破断面が突然滑り、巨大なエネルギーが放出され、地震波の形で表面に伝播します。これが人々が地震として感じるものです。

この記事では、異なる地殻環境における地震活動の違いを比較しています。たとえば、台湾東部に広がるミルン断層帯では、ユーラシアプレートとフィリピン海プレートの間に継続的な「クリープ」が存在します。地元住民は毎年数百回の地震を感じることがあり、そのほとんどはマグニチュード 3.0 から 5.0 です。より大きな地震は比較的まれです。著者は台湾北部に住んでいた自身の経験に基づいて、このような頻繁かつ小規模な振動は地域のストレスが定期的に解放されていることを意味し、それによって非常に大きな「超地震」の可能性が減少することを指摘した。

対照的に、サンアンドレアス断層の一部のセクションでは長い間大規模な破壊が発生しておらず、深部で圧力が蓄積し続けています。科学界の観点から見ると、「大地震」はもはや「起こるかどうか」という問題ではなく、「いつ起こるか」という問題です。研究者らは、自分たちの研究は特定の地震時刻を予測するものではなく、何百万人もの人々の地震リスク評価、インフラ計画、緊急時への備えのためのより明確なシナリオ参考を提供するための厳密な定量的モデルであることを強調している。

ブルクハード氏は、物理ベースのシミュレーションは、異なる断層セグメント間の応力結合関係を理解するための重要なツールを提供し、破壊のサイズと経路を決定する際のカホンギャップのような重要なノードの役割を明確にするのに役立つと述べた。同氏は、断層システム全体が「重大な負荷」にさらされている場合、緊急事態管理およびインフラ当局はさまざまな潜在的なシナリオを真剣に受け止める必要があり、建築基準法から都市の強靱化計画に至るあらゆるものに、このような大規模な複合破壊の可能性を組み込む必要があると指摘した。

研究結果はJournal of Geophysical Research: Solid Earthに掲載され、関連情報はハワイ大学から公開されている。研究チームは、既存の科学ではまだ地震の発生時間や発生場所を正確に予測することはできないが、継続的にモデルを改良し、観測データを蓄積することで、人類はリスク認識や防災・制御において「一歩先を行く」ことができ、米国西海岸の都市や世界中の地震地帯においても、より証拠に基づいた意思決定支援を提供できると考えている。