Segmentation of the Andaman–Sumatra forearc and implications for great-earthquake rupture
GPS速度と地震すべりベクトルを共同で逆解析することにより、本研究は、2004年のスマトラ・アンダマン地震が、異なる荷重条件を持つ2つのマイクロプレートを隔てるニコバル・ネックとして知られる、これまで認識されていなかった前弧プレート境界にわたって破壊したことを明らかにしており、これが当該イベントの変動的なすべり分布および隣接するクリープ性のアンダマン・ニコバル断層において大規模な地震が発生しない理由を説明している。
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海底は単一の固形な殻ではなく、巨大なプレートがゆっくりと互いに擦り合いながら組み合わさったジグソーパズルのようなものです。これらのプレートが衝突する場所では、多くの場合、一方がもう一方の下に滑り込み、「沈み込み」と呼ばれるプロセスが発生します。この摩擦は莫大な摩擦を生み出し、数世紀にわたってエネルギーを蓄積し、それが最終的に地震として放出されます。地震が海底で発生すると、膨大な量の水を移動させ、海洋全体を渡っていく津波を引き起こすことがあります。インド洋とスマトラ島およびアンダマン海が接する領域は、地球上で最も活発かつ危険な場所の一つです。ここでは、プレートが海岸線に対して斜め、あるいは斜行して動いています。この角度によって、動きは二つの部分に分かれます。一つはプレートを押し合わせる動きであり、もう一つはそれらを横方向に滑らせる動きです。科学者たちは長年、この複雑な動きが深い断層線と、その上にある地殻の間でどのように共有されているのか、そしてなぜ2004年の大規模な地震が、破壊の端から端にかけてこれほどまでに異なる挙動を示したのかを理解しようと試みてきました。
数十年にわたり、研究者たちはスマトラ島の南端からアンダマン諸島に至る海底の全域が、単一の硬い地殻の破片として機能していると考えてきました。彼らは、2004年の地震がこのセクション全体を一斉に破壊した、単一の連続的なイベントであると信じていました。しかし、地球科学者チームによる新しい研究は、この長年の見解に異を唱えています。現在の地面の動きの精密な測定値と、過去の地震の滑りの方向を組み合わせることで、研究者たちはこの仮定が誤りであることを発見しました。彼らは、この地域の地殻が実際には二つの明確に異なる動く破片に分かれており、ニコバル諸島付近にある隠れた境界によって隔てられていることを突き止めたのです。この発見は、2004年の災害のメカニズムに対する私たちの理解を変え、将来的に重大な脅威となる可能性のある、これまで見過ごされてきた断層線をも明らかにしました。
研究チームは、ミャンマー南部からジャワ島まで延びる詳細なモデルを構築しました。彼らはコンピュータモデルに二種類の現実世界のデータを入力しました。それは、人工衛星によって測定された陸地のゆっくりとした一定の漂流と、記録された数千件の地震における地面の具体的な移動方向です。モデルはパズル解決器のように機能し、これらすべての観測結果を最もよく説明できる動くブロックの配置を見つけ出そうとしました。結果は明白でした。単一の連続した地殻ブロックでは、データに適合しないのです。代わりに、モデルはニコバル諸島付近に地殻の切れ目（著者らが「ニコバル・ネック」と呼ぶ場所）を必要としました。この地点より南では地殻はある方向かつ一定の速度で動き、北側では地殻は異なる動きを見せます。2004年の地震は、単に均一なプレートを破壊したのではなく、異なる方法でストレスが蓄積されていた二つの別々のマイクロプレートをまたいで破壊が進んだ、複合的なイベントであったのです。
この境界は単なる数学的な結果ではありません。それは地球の重力の中に隠された物理的な証拠によって裏付けられています。研究者たちがこの領域の地殻の重力を分析したところ、モデルが境界を配置した場所に、はっきりとした重力の低点が見つかりました。この低い重力は、ここにある岩石が周囲の領域よりも密度が低いことを示唆しており、おそらく岩石が断裂しているか、流体で満たされているか、あるいは化学的に変質しているためと考えられます。これは、地殻が機械的に弱く、壊れやすいゾーンとして機能しています。この弱さは、2004年の地震が北に進むにつれてその性質を変化させた理由を説明する助けとなります。破壊の南側部分では、地面は主に海溝に向かって真っ直ぐ動きましたが、破壊がニコバル・ネックを通過すると、動きはより横方向になり、エネルギーの放出はより緩やかになりました。境界は自然な仕切りとして機能し、地震の二つの異なる挙動を分離したのです。
おそらく最も驚くべき発見は、スマトラ島の陸上の断層と並行してオフショア（沖合）を走る断層に関するものです。モデルによれば、研究者らが「アンダマン・ニコバル断層」と呼ぶこの海底断層は、年間約39ミリメルの速度で動いています。これは、島自体にある有名なスマトラ断層の2倍の速さです。これほど速く動いているにもかかわらず、この断層はこれまで大規模な記録に残る地震を起こしたことがありません。ここに謎が生じます。エネルギーはどこへ行っているのでしょうか？ この断層は「クリープ」として知られる、地面を揺らすことなくストレスを解放するゆっくりとした静かな滑りをしている可能性があります。あるいは、動きが多くの小さく未確認の割れ目に分散されているのかもしれません。あるいは、断層がしっかりとロックされており、まだ放出されていない膨大な歪みを静かに蓄積している可能性もあります。もし断層がロックされているならば、それは未特性化された重大なハザードを意味します。ここでの突然の破壊は、アンダマン海の浅い水域が垂直方向の動きの効果を増幅させるため、局地的な津波を引き起こす可能性があります。
この研究の意義は、学術的な好奇心にとどまりません。長年、この地域のハザードモデルは、大規模な地震が全長を一斉に破壊できると想定し、このマージン全体を単一のユニットとして扱ってきました。この新しい枠組みは、システムがより複雑であることを示唆しています。2004年の出来事は、ルールを破った例外的な事象ではなく、これまで気づかれなかった境界を横断するという、システムの実際の仕組みを実証したものでした。「ニコバル・ネック」の存在は、南部に蓄積しているストレスが、必ずしも北部と同じではないことを意味します。また、この研究は、多大な動きを伴いながらもこれまでほとんど無視されてきた、オフショアのアンダマン・ニコバル断層の危険性を浮き彫りにしています。この地域が二つの異なる動くパーツで構成されていることを認識することで、科学者は次に大規模な地震がどこで発生し、それがどの程度の規模になり得るかを予測するための、より優れたモデルを構築できるようになります。2004年の津波は、私たちの世界に対する理解を塗り替えた悲劇でしたが、この新しい研究は、20年を経てもなお、深い地球の中に解明されるのを待っている根本的な秘密が残されていることを示唆しています。
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