想定される最大規模の地震はどのくらい?

想定される最大規模の地震はどのくらい?

1960年5月22日、チリ南部で大地震が発生した。10分間に渡り、人々は足がすくむほどの激しい揺れに襲われた。道路には亀裂が入り、建物は倒壊した。米国地質調査所(USGS)の報告書(新しいタブで開く)によると、この地震と津波から生き延びたある男性は、当初、冷戦が核のハルマゲドンにまで発展したと考えていたそうです。

震源地に最も近い町の名を冠したバルディビア地震は、およそマグニチュード9.5で、後にも先にも過去最大の記録となった。しかし、地震はもっと大きくなるのだろうか? 

地質学者たちは、その答えは「イエス」だと言う。しかし、もっと大きな地震が起こる可能性は低い。マグニチュード9.5以上の地震が起こる可能性はあるが、そのためには膨大な量の地殻が一度に破壊される必要があり、また、非常に深く、非常に長い断層が動く必要がある。地震地質学者で科学コミュニケーターのウェンディ・ボーホン氏は、「そんなことが起こりうる場所は地球上にそう多くはない」と言う。マグニチュード9.5の地震は、おそらく地球が発生させることができる上限のすぐ近くであると、BohonはLive Scienceに語った、そしてマグニチュード10は非常に低いです。

"ハリウッドにとっては素晴らしいことだが、地球にとっては現実的ではない、ありがたいことだ "とボーホンは言った。

マグニチュードとは、地震によって放出されるエネルギーの大きさを表す数値です。震源地からの距離や地盤の状態によって、地震の強さの感じ方が変わる。同じ地震でも、固い岩盤の上に立っている人より、緩い土や砂の上に立っている人の方が強く感じると、Bohon氏は言う。

地震の規模は、破壊された断層の総面積に依存する。これは、断層が地殻にどれだけ深く入り込んでいるか、断層が水平方向にどれだけ長いかによって決まります。断層が破壊される面積には物理的な限界がある。最も深い断層は沈み込み帯にあり、ある構造プレートが別の構造プレートの下に押し込まれている。しかし、その深さまで行くと、岩石は非常に温かく、熱くてベトベトしているので、壊れるのではなく、曲がってしまうのです。USGS(新しいタブで開く)によると、地震は地表から800kmの深さまで発生することがあるが、ほとんどの深部地震は地表に大きな揺れを与えない。

南カリフォルニア大学の地震地質学者であるハイディ・ヒューストン氏(新しいタブで開きます)は、大規模で破壊的な地震を引き起こす可能性が最も高い断層は、沈み込み帯にあるディッピング断層であると語った。これらのディッピング断層は、垂直ではなく斜めになっていることからその名がついたもので、岩石の面積が最も大きく、互いにはまり込んで応力を蓄積し、ついには破壊してしまう。

「最大地震規模を最も支配しているのは、本当に傾斜した断層面の大きさであり、これらの断層面は沈み込み帯の設定で大きくなることがあります」と、ヒューストンはLive Scienceに語った。

しかし、断層が破壊される長さにも限界がある。ボーホンによれば、沈み込み帯の断層でさえ、一度に破断することはないそうだ。海山とか、岩石の種類や形状が変わって、断層のある部分が隣の部分より応力に強くなってしまうのです。

地震の大きさを決めるもう一つの要因は、断層がどれくらい動くか、つまり滑るかである、とヒューストンは言う。原則として、断層が破壊された小さな領域は、大きな領域よりも滑りが小さい。つまり、マグニチュード5の地震では、数センチ(上の地面が壊れるほどではない)滑ることがあるが、マグニチュード9では、66フィート(約20メートル)以上滑るかもしれないのである。1960年のチリ地震では、地面が伸びたために実際に面積が増えたと、地震を生き延びたチリ大学の地震学者セルジオ・バリエントスは2016年にNPRに語った(新しいタブで開く) 。

マグニチュードの理解 

地震の規模を表すマグニチュードスケールでは、非常に大きな地震が発生したときに、その違いが不明瞭になることがあります。マグニチュードは直線的ではなく、対数的なのです。単位が上がるごとに、地震動は10倍になり、放出されるエネルギーは32倍になる。ボーホンは、スパゲッティの束を折るという比喩を好んで使う。スパゲッティを1本折るのがマグニチュード5の地震に相当するとすると、マグニチュード6の地震のエネルギーを放出するには32本折らなければならない。このスパゲティスケールで言うと、マグニチュード7は1,024本、マグニチュード8は32,768本、マグニチュード9は1,048,576本が壊れるようなものである。

この例からわかるように、マグニチュード8とマグニチュード9の地震の差は、放出されるエネルギーの点で、マグニチュード5とマグニチュード6の差よりもずっと大きいのです。つまり、マグニチュード9.5から9.6になるには、マグニチュード5.5から5.6になるよりも大きな面積の断層が破壊されることになるのです。

測定値が不確かなため、1960年のチリ地震が正確にマグニチュード9.5だったかどうかについては、まだ科学的な議論が残っているとヒューストンは言う。しかし、マグニチュード9.5の地震は、1964年にアラスカのプリンス・ウィリアム湾で発生したマグニチュード9.2の2倍以上の強さであり、一見小さく見える数字の大きさに大きな差があることを強調している。

もちろん、理論的にはもっと巨大な地震を引き起こす可能性のある惑星規模の大災害もある。(例えば、小惑星の衝突などだ(6600万年前に非亜細亜種の恐竜を絶滅させた白亜紀末の小惑星衝突は、マグニチュード2桁の地震を引き起こしたと考える科学者もいるが、その規模を正確に特定することは難しい)。何十億年という時間スケールで見れば、地球は確かにそのような災害に見舞われる可能性がある、とヒューストンは言う。しかし、人間の寿命の範囲内でマグニチュード9台半ばより大きな地震が起こる可能性は非常に低いと彼女は言う。地質学的証拠に基づいて推定された最大の古代地震は、同じくチリで、約3800年前に発生し、2022年の研究によれば、おそらくマグニチュード9.5程度を記録したという。

また、地震の大きさは、少なくとも人間にとって致命的なものであるとは限らない、とボーホンは言う。小さな地震でも、人口密集地や倒壊しやすい建物のある地域を襲うだけで、多くの死者が出ているのだ。チリで起きたマグニチュード9.5の地震では約2,000人が死亡したが、1556年に中国の陝西省で起きたマグニチュード8と推定される地震では約83万人の死者が出たとされている。2005年にはカシミール地方でマグニチュード7.6の地震が発生し約7万9千人が死亡、2010年にはハイチでマグニチュード7.0の地震が発生し約22万人が死亡している。1994年のノースリッジ地震でさえ、それまで誰も気づかなかった断層で発生したマグニチュード6.7の地震で、57人が死亡、数千人が負傷し、ロサンゼルスに影響を与えたため、数十億ドルの被害が発生しました。

「多くの潜在的な断層が地震を引き起こす可能性があるのです」とBohonは言った。"しかし、人々は大きなものしか考えません。" 

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