日本周辺の地震西進系列と次の関東・南海地震

石渡 明(正会員 原子力規制委員会)

 
図1.日本周辺の過去約350年間(1677-2024)のM≧7.3地震西進系列図.縦軸の概算距離は√((N-20)2+(E-120)2).各系列の一次近似直線も示す.説明は本文参照.各地震のデータはWeb版付録1を参照
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 石渡(2019)は最近360年間の日本周辺の大地震について,「南海トラフ巨大地震を中心に,M≧7.5地震が北海道から台湾へ西進する傾向が見られ(中略)これを「地震系列」と名付ける」と述べ,南海トラフ地震発生時の年号により各系列を宝永,安政,昭和と命名した.小論では現在東北地方から西進しつつある最新地震系列の特徴を過去3系列と比べて論じ,今後の推移を考察する.なお,小論の内容の一部は2023年9月30日の日本地質学会関東支部「関東地震から100年」オンライン講演会で述べた.

 図1は石渡(2019)の「日本地震周期表」を数値化し,縦軸に台湾南方の北緯(N)20度,東経(E)120度を起点とする震央までの概算距離(√((N-20) 2+(E-120)2):単位は約100km:対応する地域名を示す),横軸に地震発生年(西暦)をとり,兵庫県南部地震や熊本地震以上の規模(M≧7.3)の地震をプロットして各西進系列を表した「日本地震系列図」である.根拠資料は理科年表2024年版の「日本付近のおもな被害地震年代表」と「世界のおもな大地震・被害地震年代表」(丸善),「日本被害地震総覧599-2012」(東大出版会)及び日本の気象庁と台湾の中央気象局のHPである.プロットした各地震のデータはWeb版に付録1として添付する.この図を見てまず気づくのは,各系列を代表する東北の大地震が111年周期(標準偏差7年)で規則的に繰り返すことで,次の大地震は2122±7年と予想できる.また,各系列に伴う火山活動についてはWeb版の付録2を参照されたい.

 宝永系列は延宝三陸沖(1677, M7.9),房総沖(1677, M8.0),元禄関東(1703, M7.9〜8.2),宝永東海・南海(1707, M8.6)の地震・津波に代表され,陸中・出羽(1678, M7.5),芸予(1686, M7.4),仙台(1717, M7.5),越後・信濃(1751, M7.4)などの地震を伴った.九州・四国沖(1769, M7.8),明和八重山津波(1771, M7.4),そして台湾の嘉義(1811, M7.5; 1815,M7.7)は本系列尾部の地震と考えられる.
 
 安政系列は陸前・陸中・磐城(1793, M8.0〜8.4)と安政東海・南海(1854, 各M8.4:東海地震は旧暦11月4日,南海地震は翌5日(世界津波の日)に発生)の地震・津波に代表され,この前後に宝暦八戸(1763, M7.4, 7.3),津軽(1763, M7.3),伊勢・美濃・近江(1819, M7.3),羽前・羽後・越後・佐渡(1833, M7.5),根室・釧路(1843, M8.0),長野善光寺(1847, M7.4),伊賀(1854, M7.3),伊予(1854, M7.5),仙台(1855, M7.3),遠州灘(1855, M7.5: 東海地震の余震),八戸(1856, M7.5),三戸・八戸(1858, M7.5),濃尾(1891, M8.0)などの地震が続発した.奄美大島(1901, M7.5),三重県沖(1906, M7.6),宮崎西部(1909, M7.6),喜界島(1911, M8.0),石垣島(1915, M7.4),そして沖縄島北西沖(1926, M7.5)はこの系列尾部の地震と考えられる.台湾の1882 (M7.5), 1908 (M7.3), 1909 (M7.3), 1910 (M8.3), 1920 (M8.3), 1922 (M7.6)年の地震もこの系列に含まれる.

 昭和系列は明治三陸(1898, M8.2),大正関東(1923, M7.9),昭和東南海(1944, M7.9, Mw8.1),南海(1946, M8.0)の地震・津波に代表され,この前後に色丹島沖(1893, M7.8),根室沖(1894, M7.9),宮城県沖(1897, M7.4, 7.7),青森東方沖(1901, M7.4),房総南東沖(1909, M7.5),三陸(1915, M7.5),ウルップ島沖(1918, M8.0),安房勝浦沖(1923, M7.3),丹沢(1924, M7.3),丹後(1927, M7.3),北伊豆(1930, M7.3),八戸南東沖(1931, M7.6),昭和三陸津波(1933, M8.1),宮城県沖(1936, M7.4),福島県沖(1938, M7.5連発),積丹半島沖(1940, M7.5)等の地震が頻発した.そして,この系列の尾部には与那国島近海(1947, M7.4),房総沖(1953, M7.4),八重山・台湾沖(1966, M7.8),日向灘(1968, M7.5),台湾の1951 (M7.3, 群発), 1951 (M7.3), 1957 (M7.3), 1959 (M7.7), 1963 (M7.3),  1972 (M7.3)等の地震があり,最後が集集(921)地震(1999, M7.3, Mw7.6)と考えられる.

 最新系列は現在進行中の地震系列であり,東北地方太平洋沖地震(東日本大震災,2011, M9.0)は発生したが,関東地震や南海トラフ地震は未発生である.1950年のサハリン南東沖地震(M7.9)や1952年の十勝沖地震(M8.2)に始まり,択捉島沖(1958, M8.3; 1963, M8.5),新潟(1964, M7.5),十勝沖(1968, M7.9),根室半島沖(1973, M7.4),宮城県沖(1978, M7.4),日本海中部(秋田沖1983, M7.7),釧路沖(1993, M7.5),北海道南西沖(1993, M7.8),北海道東方沖(1994, M8.2),三陸はるか沖(1994, M7.6),兵庫県南部(阪神大震災1995, M7.3),サハリン(1995, M7.5),択捉島沖(1995, M7.9),硫黄島近海(2000, M7.9やや深発),鳥取県西部(2000, M7.3),十勝沖(2003, M8.0),三重県沖(2004, M7.4連発),千島沖(2007, M8.2),小笠原東方沖(2010, M7.8),宮城県沖(2011, M7.3東日本大震災2日前の前震),福島県沖(2012, M7.4連発),オホーツク海南部(2012, M7.3),小笠原西方沖(2015, M8.1深発),熊本(2016, M7.3連発),福島県沖(2016, M7.4; 2021, M7.3; 2022, M7.4),能登半島(2024, M7.6)の地震が発生した.最新系列はまだ途中だが,既発生のM≧7.3地震の数32は昭和系列の31,安政系列の29,宝永系列の12を超え,非常に活発な地震活動が進行中だと言える.なお,図1で関東付近に示される最近の地震は,後述のM8級深発地震を含む伊豆・小笠原弧の地震と今年元旦の能登地震である.

 もっと昔の地震西進系列は平安時代の貞観三陸地震津波(869),元慶関東地震(878),仁和南海トラフ地震津波(887)にも見られ(石渡2022),室町〜戦国時代の享徳三陸津波(1454),明応鎌倉地震津波(1495),明応南海トラフ地震津波(1498)にも見られる(同Web版追記1).また,戦国〜江戸時代初期の慶長系列は,1586(天正13)年の飛騨美濃近江(白川)地震(M7.8)に始まり,南海トラフ・房総沖の津波(1605, 慶長9, 各M7.9),三陸地震津波(1611, 慶長16, M8.1)と続くので,大地震が東進したように見えるが,1662(寛文2)年の日向灘の地震津波(M7.8: 外所(とんところ)地震,宮崎市の伝承碑が有名)を慶長系列の尾部と見れば(台湾の地震は不詳),全体的には西進系列に見える.つまり,過去1300年間の南海トラフ地震9回のうち6回で西進系列が認められ,現時点で西進系列が不明なのは白鳳(天武)(701),永長東海(1096)・康和南海(1099),正平(1361)の3回である.

 次の関東・南海トラフ地震の発生時期が地震系列図(図1)から予想できる.現在進行中の最新地震系列は系列開始後既に74年経過している.系列開始から南海トラフ地震までの年数は,宝永系列が30年,安政系列が91年,昭和系列が51年,平均57年だから,既に発生可能な時期である.また,東北の大地震から南海トラフ地震までは,宝永系列が30年,安政系列が61年,昭和系列が48年であり,平均46(±16)年だから,2057 (2041〜2073)年に次の南海トラフ地震が発生する可能性が高い.ただし,平安時代の仁和系列では18年,室町時代の明応系列では44年,江戸時代初期の慶長系列では−6年(逆順)と短く,これらを含めた平均33(±24)年を採ると2044(2020〜2068)年に早まる.そして関東地震はその7(±8)年前の発生が予想される(21年前に発生した大正関東地震は例外).

 次の関東・南海トラフ地震の規模も,地震系列図から予想できる.宝永系列は東北から台湾まで大地震が西進するのに138年を要し,安政系列も163年かかったが,昭和系列は106年で終了した.この差は,宝永M8.6,安政M8.6(東海・南海合算),昭和M8.2(東南海・南海合算)という南海トラフ地震の規模と相関があるように見える.関東地震も宝永系列(元禄地震)と昭和系列(大正地震)を比べると,前者の方が大きい.なお,安政系列ではM8級の関東地震は発生せず,M7級の善光寺地震や江戸地震があった.最新系列は開始後既に74年になるのに関東・南海トラフ地震が未発生であり,系列完了まで長くなるらしいことは,次の関東・南海トラフ地震の規模が過去のものより大きくなる可能性を示唆する.台湾も含めた1つの系列内のM8級地震(M≧7.8)の数は,宝永系列が5, 安政系列が8, 昭和系列が9であるのに対し,最新系列は関東・南海トラフ地震が未発生なのに既に14に達している.各系列で放出された全地震エネルギーを計算すると,1016J(ジュール)を単位として,宝永系列が85,安政系列が149,昭和系列が82であるのに対し,最新系列はまだその途中なのに既に311に達している(Log E=4.8+1.5M式に基づく).最新系列では2011年にM9.0の東北地方太平洋沖地震が発生したが,この地震は単独でいきなり発生したのではなく,東北日本全体の活発な地震活動の一環として発生したことが図1から明らかである.これらのことは,最新系列の延長線上で発生する次の関東・南海トラフ地震が,過去のものより大規模になる可能性を示す.日本周辺の太平洋プレート沈み込み帯の深部で大地震の発生が相次ぐことも,この地域のプレート全体に大きなストレスが加わっていることを示唆する.それらは,千島弧と伊豆小笠原弧の深発スラブ内地震であり,2000.03.28硫黄島近海M7.9(Mw7.3)深さ128km,2012.08.14オホーツク海南部M7.3(Mw7.7)深さ654km,2015.05.30小笠原西方M8.1(Mw7.8)深さ664km,そして図1の範囲外だが2013.05.24オホーツク海北部M8.3(Mw8.3)深さ581km等である.

 地球全体の地震活動の活発化が最新系列の活発な地震活動と同期している.地球のM9以上の地震は日本の最新系列開始と同時にカムチャッカ(1952, M9.0)で始まり,チリ(1960, M9.5),アラスカ(1964, M9.2),スマトラ(2004, M9.1:インド洋大津波)と続き,ついに東北地方太平洋沖地震(2011, M9.0)の発生に至った.これら以前の歴史時代のM9地震は1700年のカスカディア地震(北米西岸)だけであるが,この地震の3年後に元禄関東地震,7年後に宝永南海トラフ地震が発生し,1755年には欧州最大のリスボン地震(Mw8.5,死62000, スペイン・モロッコでも被害大)が発生したことも注目すべきである.

 大地震のない時期や地域も図1から読み取れる.台湾では地震が多いが,宮古島〜九州南部(縦軸8〜16)では過去数100年間大地震の発生が非常に少ない.西南日本(糸魚川-静岡構造線以西)と関東では東南海(1944)・南海(1946)地震以後,福井地震(1948, M7.1, 死3769)を最後として,しばらく大きな被害地震がなく,日本はこの空白期に高度経済成長を遂げた.しかし,1995年兵庫県南部地震以後,2000年鳥取県西部地震,2005年福岡県西方沖地震などM≦7.3の被害地震が続発するようになり,西南日本は地震活動期に入ったとされるが(尾池, 2007),M≧7.5の地震は1968年の日向灘地震(プレート境界型)以後なかった(2016年熊本地震もM7.3).2024年元旦の能登地震(M7.6)は西南日本で56年ぶりのM≧7.5地震であり,内陸地殻内地震としては1891年濃尾地震(M8.0)以来133年ぶりの大地震である.一方,東北や北海道では昭和系列から空白期なしに活発な地震活動が続く.今後は関東・南海トラフ地震だけでなく,全国で複数のM7級地震の発生が予想され(尾池, 2007, p. 73),都市直近なら大被害になるので,各地域で十分な備えが必要である.

 まとめると,現在日本で進行中の最新系列の地震活動には,系列開始後74年経つのに関東・南海トラフ地震が未発生で,系列完了に長期間を要するらしいこと,系列完了に要する時間と南海トラフ地震の規模には正の相関があるらしいこと,東北地方で2011年に日本の歴史上初めて発生したM9地震は,単独で突発したのではなく,深発を含む多数のM8級地震を伴うこと,最新系列の地震エネルギーの和が,過去3回の地震系列のどれよりも多いこと,最新系列の活動は地球全体のM9地震の続発と同期していること等の特徴がある.現在進行中の最新系列の地震活動は過去に例がない活発さで,今後数10年以内に予想される次の関東・南海トラフ地震は先例を超える規模になる可能性があり,その前後には今年元旦の能登地震のようなM7級地震が複数発生することにも警戒が必要である.大地震西進の原因は論じないが,地球上最大で運動が速い太平洋プレートに直面する東日本から奥まった西日本へ,ストレスとその解消のための大地震が伝播するのは当然に思える.

 拙稿を読んでご意見をいただいた棚瀬充史,池田保夫両氏に感謝する.
 

【文 献】

  • 石渡 明(2019)日本地震周期表:大地震の西進傾向と将来予測.日本地質学会第128年学術大会講演要旨T6-P-2.(ポスター)https://www.nra.go.jp/data/000288489.pdf
  • 石渡 明(2022)平安時代の「日本三代実録」の地震・津波・噴火記録:地震西進系列の白眉.日本地質学会News, 25(10), 8-9. https://geosociety.jp/faq/content1052.html
  • 尾池和夫(2007)新版 活動期に入った地震列島.岩波科学ライブラリー, 138. 岩波書店.
 

【Web版付録】