研究者らが特定の地震のマグニチュードを増加させるメカニズムを発見
科学者チームが、断層のダイナミクスを変えることで特定の地震のマグニチュードを増幅するメカニズムを明らかにした。Nature Geoscienceに掲載されたこの発見は、断層帯での流体相互作用がより大きな地震イベントにどのように寄与するかを明らかにしている。この発見は、流体豊富な地域での地震の深刻度予測モデルを改善する可能性がある。
2023年10月23日にNature Geoscienceに掲載された研究で、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の研究者と国際的な協力者らが、特定の地震のマグニチュードを高める新たに特定されたメカニズムを詳述した。このメカニズムは、poroelastic reboundを中心に据え、断層帯内の流体圧力の変化が摩擦を減らし、破裂がより遠くに伝播し、より多くのエネルギーを放出することを可能にする。
主著者であるUCサンタクルーズの地球物理学者アグロン・バイラクタリは、このプロセスを説明した：「地震中に断層から流体が押し出されると、断層の強度が一時的に増加するが、逆説的に、これが後続のイベントでより大きなスリップを引き起こす可能性があることがわかった。」チームは、断層条件をシミュレートした実験室実験を使用し、岩石サンプルに高圧流体を適用して、poroelastic効果が破裂ダイナミクスにどのように影響するかを観察した。
この研究は、流体が豊富な沈み込み帯などの実際の地震観測に基づいている。例えば、研究は2011年の日本東北地震を参照し、流体の関与の類似性を指摘しているが、直接的な因果関係を主張していない。バイラクタリは付け加えた：「このメカニズムは、断層のサイズだけに基づく期待を超える地震が発生する理由を説明する。特に、孔隙圧が高い地域でそうだ。」
以前のモデルは静的摩擦にのみ焦点を当てて地震のマグニチュードを過小評価することが多かったが、この研究は動的流体応答を組み込んでいる。共同著者のUCサンタクルーズ教授エミリー・ブロドスキーは、その含意を強調した：「poroelasticityの理解は、地震ハザード評価を洗練し、地震多発地域のコミュニティが最悪のシナリオに備えるのを助ける可能性がある。」
この発見は、流体飽和断層に特化しており、サンアンドレアス断層のようなテクトニック設定で一般的である。すべての地震が影響を受けるわけではないが、この発見は現在の予測ツールのギャップを強調している。研究者らは、自然環境でメカニズムを検証するためのさらなる現地研究を呼びかけている。
この進歩は、地震物理学の複雑さを強調しており、一見小さな流体ダイナミクスが災害の可能性に過大な影響を及ぼす可能性がある。