能登半島の地形的特徴は地震の繰り返しで形成された、東北大などが解明

同成果は、東北大 災害科学国際研究所 陸域地震学・火山学研究分野の福島洋准教授、都立大大学院 都市環境科学研究科の石村大輔助教、大分大 減災・復興デザイン教育研究センターの岩佐佳哉助教を中心とする、国際共同研究チームによるもの。詳細は、米国科学振興協会が刊行する「Science」系のオープンアクセスジャーナル「Science Advances」に掲載された。

能登半島は、本州日本海側で最大の半島であり、今回の地震は、半島の下から北側の海底へと続く活断層が150km以上にわたって活動したことによるもので、この活断層の動きによって顕著な地形変化が生じたとされている。そこで研究チームは今回、今回の地震による地形変化を総合的に理解することを目指した研究を実施することにしたとする。

地震による地形変化を詳細に分析するためには、正確な計測が不可欠となる。今回は衛星画像や衛星測位技術と、現地フィールド調査というマクロとミクロの視点が組み合わせる形で計測が行われた。まず、地球観測衛星「だいち2号」の合成開口レーダー(SAR)画像を使用した解析として、地震前後に撮影された2枚の画像間の微細な違いから変化量を推定する「SARピクセルオフセット解析」から、地震に伴う変化が判明。今回の地震による変動域は、1枚の画像に収まらないほど広範囲に及んだが、異なる位置・方向・入射角で撮影した画像を用いた解析結果が、国土地理院の電子基準点データを利用して統合され、能登半島北部全域の三次元変動場の解明が行われた結果、半島北岸沿いの最大4m超の隆起や、山間部の広域的な地すべり(すべり量は最大2m程度)がわかったという。

また、SAR画像における濃淡の変化と国土地理院の航空画像が用いられ、海岸沿いで海底面が陸化した範囲が調べられたところ、隆起量が大きい地域の沖合に陸化域が広がっている傾向が確認され、陸化範囲は4.5km²と算出されたという。さらに、「干渉SAR解析手法」を用いることで、石川県志賀町(しかまち)北部の富来(とぎ)地域付近で多数の副次的な小断層の破壊が発生していたことも突き止められたとする。

次に、衛星画像解析結果、電子基準点の変動データ、地震波形データ、そして余震震源解析結果を基に、今回の地震を引き起こした断層の「断層すべり分布モデル」が構築された。その結果、大きなすべりが発生した領域は石川県輪島市門前町と石川県珠洲(すず)市内の半島北東端付近の地下に位置し、最大すべり量は約10mに達していたという。また、2007年の能登半島地震の震源断層に関しては、今回の地震による大きなすべりは確認されず、この断層が今回の地震のすべりの南西への進行を阻止した可能性が示唆されたともしている。得られた断層すべり分布モデルから予測される変動(地形変化)を衛星画像解析で計測された変動から差し引くことで、山間部斜面の変動を明瞭に可視化することにも成功したとする。

さらに、主に海岸沿いの隆起と、珠洲市内を流れる若山川沿いに現れた崖地形の調査を実施。海岸沿いの隆起調査では、半島の西岸から北岸にかけての120kmにわたる区間の52地点の海岸で、隆起によって干上がった岸壁や岩礁に付着している生物遺骸の上端から海面までの高さが計測され、隆起量が測定された。計測結果は、衛星画像解析で得られた隆起量とよく一致しており、衛星画像解析の信頼性を裏付ける結果となったという。若山川沿いに現れた崖地形については、フィールド観察を通じて変形の大きさや向きを詳細に調査し、上述の成果と合わせて総合的な検討が行われた結果、若山川の両側斜面の変動(地すべり)による圧縮性の動きに伴うものであると結論付けられたとした。

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  (A)衛星画像解析により得られた隆起分布と現地調査による隆起測定結果。(B)断層すべりによる変動を補正した衛星画像解析による南北方向の変動。(C)断層すべり分布推定結果。(B)の破線の楕円は、地すべり変動を捉えていると考えられる領域が表されている (出所:東北大プレスリリースPDF)

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  (A)海岸沿いの隆起分布(黒線)と陸化による海岸線の変化量(海岸線が沖に後退した距離、青線)。(B)隆起による陸化域の写真。(C)鹿磯漁港における隆起量計測の様子 (出所:東北大プレスリリースPDF)

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  (A・B)若山川沿いの上下・南北方向の変動マップと(C・D)隆起地点の画像。画像中の赤印が、地震により出現した崖地形。(E)地理院地図によるA・Bと同範囲の陰影起伏図 (出所:東北大プレスリリースPDF)

能登半島北部は、北側の沿岸に切り立った崖が分布し、南に進むにつれて標高がなだらかに低くなるという特徴がある。これらの地形の特徴は、今回明らかにされた、今回の地震による地殻変動パターンと一致しているという。能登半島には新旧の海成段丘が発達しているが、今回の地震で陸化した部分は最新の海成段丘といえ、将来的に新たな海成段丘面として残ることが考えられるとした。さらに、今回の研究では山間部の広範囲で地震に伴う地すべりが検出されたが、強烈な地震動が地すべりを誘発し、能登半島の特徴的な山地の発達に寄与してきたことを示唆しているという。こうした今回のような地震の繰り返しが、現在の能登半島の山地・海岸地形の形成における主要因であると考えられると研究チームでは指摘している。