Co-seismic and Post-seismic Seismic Velocity Changes Along the Sagaing Fault Following the 28 March 2025 Mw 7.7 Myanmar Earthquake: Insights from Ambient Noise Interferometry and Volumetric Strain Modelling

地球は静止した、変化のない岩石ではありません。それは絶えず動き、調整を繰り返す、生きている、呼吸するシステムなのです。大規模な地震が発生すると、それは単に地面を揺らし、建物を倒壊させるだけではありません。それは地殻の構造そのものに衝撃波を送り込み、岩石の中に微細な亀裂を作り、地下深くにある流体の圧力を再配置します。科学者たちは、こうした激しい現象が地震波の伝播速度を変化させることを古くから知っています。地球の地殻をスポンジだと考えてみてください。スポンジが押しつぶされたり、ひび割れたりすると、そこを伝わる音の動きが変わります。研究者たちは、海洋の波や海岸に打ち寄せる風によって生成される、地球の絶え間ない低レベルの響き（ノイズ）を聴くことで、これらの微妙な速度の変化を測定することができます。この手法により、彼らは地震によって地面がどのように損傷し、その後いかにゆっくりと回復していくのかを観察することができ、私たちの惑星の安定性を支配する隠れた機械的なプロセスを覗き見ることができるのです。

2025年3月28日、ミャンマー中部をマグニチュード7.7の強力な地震が襲い、二つのテクトニクプレートが擦れ合う巨大な地質学的境界であるサガイン断層に沿って地殻が引き裂かれました。断層の破壊は500キロメートル近くに及び、マンダレーのような都市に広範囲にわたる被害をもたらしました。この災害の後、研究チームは、地震が地震波の速度をどのように変化させたかを監視するために、4つの高感度な観測ネットワークを用いて、地面そのものに注目しました。2025年3月から4月にかけての環境ノイズの連続記録を分析することで、彼らは地殻の即時的な損傷とその後の回復を追跡することができました。彼らの研究結果は、破壊と部分的な治癒という明確な物語を明らかにしています。断層に近い場所ほど最も深刻な被害を受けている一方で、遠方の地域では影響がはるかに軽微であったことを示しています。

研究者たちは、本震の直後に地震波の速度が劇的に低下したことを観察しました。断層に最も近い観測点では、波の速度が2％近く低下しましたが、これは岩石が破砕され、弱体化したことを示す重大な変化です。離れた場所に位置する観測点を見ると、その影響は段階的に小さくなっていました。約140キロメートルの距離では、速度の低下は約0.6％であり、最も遠い観測点である360キロメートル以上離れた地点では、その変化はほとんど認められませんでした。このパターンは、地殻への物理的な損傷が、揺れが最も激しい断層線付近に集中していることを裏付けています。地面は実質的に多孔質になり、ひび割れた状態となり、まるで壊れた壁を通る音のように、地震波がよりゆっくりと伝わるようになったのです。

この研究を特に洞察に満ちたものにしているのは、研究者たちがこれらの速度変化を、地震の際に地面がどのように引き伸ばされたり、あるいは押しつぶされたりしたかという具体的な方法と結びつけた点です。彼らは、断層の滑りに伴って地殻に生じた永久的な伸びや圧縮である「静的歪み」をモデル化しました。その結果、速度の最大の低下が見られた観測点は、地面が引き離され、拡張（ダイレーション）している領域に位置していることが分かりました。この引き伸ばしによって、既存の亀裂が開いたり、新しい亀裂が形成されたりして、損傷が増幅されたと考えられます。対照的に、より遠方の観測点は、地面がわずかに圧縮されている領域に位置していました。この圧縮はクランプ（締め具）のように作用し、岩石をしっかりと保持することで、激しい揺れによって本来起こったであろう損傷の一部を防いだのです。これは、激しい揺れがいたるところで初期の亀裂を生み出す一方で、断層の根底にある応力場が、特定の場所における損傷の深刻さを決定づけることを示唆しています。

最初の衝撃の後、地面は緩やかな回復プロセスを開始しました。岩石の中の微細な亀裂が閉じ始め、地殻内の圧力が安定するにつれて、地震波の速度は上昇し始めました。しかし、この治癒は不完全なものでした。地震から1ヶ月が経過しても、特に断層付近では、地面は地震前の状態には戻っていませんでした。研究者たちは、この回復が滑らかで一定のプロセスではなく、強い余震が発生するたびに小さな落ち込みが生じることを指摘しました。これは、地殻が依然として調整過程にあり、新たなストレスが放出され、古い亀裂が再び開いていることを示しています。また、データは、これらの変化の他の潜在的な原因（豪雨や大気圧の変化など）を排除しており、観察された効果が純粋に地震による岩石への機械的な影響によるものであることを裏付けました。

本研究は、大規模な地震に対する地球の反応が、直後の激しい揺れと、より緩やかで永続的な応力の変化との間の複雑な相互作用であることを結論付けています。最も深刻な損傷は地面が引き伸ばされる場所で発生し、その回復は長い時間を要する漸進的な治癒プロセスとなります。地球の絶え間ないハミングに耳を傾けることで、科学者たちは今や、これらの目に見えない傷をマッピングし、惑星がどのように自らを修復するのかを理解することができるのです。この知識は、地震が発生しやすい地域における長期的なリスクを理解するために極めて重要であり、たとえ揺れが止まった後でも、足元の地面は変化し続け、適応し続けているという事実を私たちに思い起こさせます。