松代群発地震

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松代群発地震
松代群発地震の位置（日本内）
松代群発地震
規模が最大の地震（1966年4月5日発生・M5.4）の震央
本震
発生日 1965年（昭和40年）8月3日 - 1970年（昭和45年）6月5日
震央 日本の旗 日本 長野県埴科郡松代町（現長野市） 皆神山付近
規模    マグニチュード（M）注16.4
最大震度    震度5：9回
地震の種類 群発地震
被害
死傷者数 負傷者 15人
被害地域 長野県
注1: 群発地震の総エネルギー相当値。単一最大規模は1966年4月5日17時51分に発生したM5.4の地震。
出典：特に注記がない場合は気象庁による。
プロジェクト:地球科学
プロジェクト:災害
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地震の震源の分布図

松代群発地震（まつしろぐんぱつじしん）は、長野県埴科郡松代町（現長野市）付近で1965年（昭和40年）8月3日から約5年半もの間続いた、世界的にも稀な長期間にわたる群発地震である。松代地震とも呼ばれている。

地震像

皆神山

震源地は皆神山付近。総地震数は71万1,341回。このうち、有感地震は6万2,826回（震度5…9回、震度4…48回、震度3…413回、震度2…4,596回、震度1…5万6,253回）を数えた。深さ7キロメートルより浅い（地震情報では「震源の深さはごく浅く」と表現される）地震が殆どで群発地震全てのエネルギーは、M6.4に相当する。地殻変動が最大であった場所では、この地震活動の前後で約1メートル隆起し、隆起域の直径は約10キロメートルに及んだ。また、付近には「松代地震断層」が発見された。なお、微小地震の検知能力が十分にあったにもかかわらず、グーテンベルグ・リヒター則により期待される回数の微小地震は発生しなかった[1]。

原因

地震の原因としては諸説あり、いくつかを列記する。

  • 地下水の湧出量が多い（107立方メートル）ことから、水噴火説がある。この水噴火説は、『地下深部の高圧な地下水が，割れ目に沿って上昇・拡散する過程で岩石の 破壊強度を低下させて地震を引き起こす』というものである。また、この水は上部地殻中に存在していたものだけでなく、上部マントル付近を由来とする水であることが、後年のヘリウム同位体比[2][3]の分析技術の進歩により明らかとなった。
  • 地下の溶岩の上昇が関わっており、溶岩の上昇に伴い熱せられた岩が膨張し発生したものと考えられ、観測結果から3箇所のマグマ溜まりの存在が示唆される[4]。
  • マグマが貫入したとの説もあるが、地磁気の観測データからは否定的な結論が導き出されている[5]。

地質的背景

震源域となった松代はフォッサマグナの中央部にあり、中央隆起帯の北西縁付近に位置し糸魚川静岡構造線に近い。中新世後期以降沈降している長野盆地および水内丘陵とは異なった地質区を形成し、相対的に隆起している地域である。数年後に行われた人工地震調査により、水内丘陵と中央隆起帯の境界と考えられる構造が地下に発見されたが、群発地震は境界を越えた水内丘陵内部では発生していなかった[5]。

1967年（昭和42年）には付近の重力分布調査が行われ、皆神山付近には低重力域があり[6]、地下には縦800メートル、横1,500メートル、高さ200メートルのマグマ溜まりが起源と考えられる空洞の存在が推定される[7]。ボーリング調査により、皆神山溶岩は150メートル程度の厚さがあることが確認されており、その下に湖水堆積物が見つかっている[8]。

地震活動

この群発地震は、震源域の広がりによって5つの活動期に分けることができる。当初、中央隆起帯西縁に沿って発生していた地震は、南西 - 北東方向に震源を拡大させながら全体の活動は低下していった。

第1活動期

1965年（昭和40年）8月 - 1966年（昭和41年）2月

1966年2月7日早朝に起きた最大震度5を観測した地震を報じる、同日付の毎日新聞夕刊

震源は皆神山を中心とした半径5キロメートルの範囲内。1965年（昭和40年）8月3日午後0時19分、気象庁地震観測所の高感度地震計は、震度0のごく微小な地震動を観測した。8月7日には、最初の有感地震が発生。8月17日には、有感、無感合わせて283回もの地震を観測した。10月1日午後5時27分には、震度3の地震が初めて発生した。10月9日、気象庁は初の「地震予報」を出した。11月22日から23日にかけて、震度4が2回発生。無感地震を含めると1日2,000回を突破するようになる[9]。

第2活動期

1966年（昭和41年）3月 - 7月

震源域は北東、南西方向に広がる。1966年（昭和41年）1月23日午後8時15分、最初の震度5を記録。1月27日には、地震総回数が10万回を超えた。この地震を主とする一連の地震で家屋の一部損壊17戸、墓石倒壊31件などの被害が出た。4月5日には最大規模となるM5.4（震度5）の地震が発生した。また、4月17日には無感地震が6780回、有感地震585回（約2分に1回）観測され、そのうち震度5が3回、震度4が3回であった。家屋破損に伴う負傷者も出た。[10]

第3活動期

1966年（昭和41年）8月 - 12月

活動の最盛期で震源域はさらに拡大。当初の皆神山付近から、須坂市、川中島（長野市）、更埴市（現、千曲市）、真田町（現、上田市）あたりまで地震が発生するようになる。8月24日には、地震総回数が50万回を超えた。皆神山付近の地割れ群からは湧水が始まる。この時期の総湧水量は約1,000万立方メートルと推定される[11]。このため、9月17日には皆神山の南にある牧内地区で地滑りが発生し、家屋11戸が倒壊した。なお、東京大学地震研究所の研究者らにより、地滑りが予測されていたため、住人や家畜は既に避難しており、無事であった。

第4活動期

1967年（昭和42年）1月 - 5月

震源域はさらに北東（高山村や須坂市）、南西方向（坂井村）に伸び、皆神山を中心とする中央部の活動は減少した。地震数は激減し、1年間で2,351回であった。

第5活動期

1967年（昭和42年）6月 - 1970年（昭和45年）6月

活動は急速に衰える。1年間で観測された地震数は、1968年は745回、1969年は388回、1970年は201回であった。1969年5月31日には、地震総回数が70万回を超えた。1970年6月5日に長野県が群発地震の終息を宣言した。しかし、21世紀に入っても1日1回以上無感地震が発生している。

主な地震の一覧

多数の地震の中で、最大震度5は次の通り[12]。

松代群発地震における最大震度5の地震
発生年 発生日 発生時刻 震央 震源の深さ 規模 最大震度 備考
1966年 1月23日 20時15分 長野県北部 3 km M5.1 震度5
2月7日 4時5分 0 km M4.9
4月5日 17時51分 M5.4 最大規模の地震
4月11日 6時6分 2 km M4.7
4月17日 10時21分 10 km
15時46分 0 km
20時28分 2 km
5月28日 14時21分 0 km M5.3
8月3日 3時48分
1967年 10月14日 4時48分 10 km

他の地震との関連性

1930年6月1日の茨城県北部地震(M6.5)、1943年8月12日の田島地震(M6.2)、1949年12月26日の今市地震(M6.2, M6.4)がきっかけになったとの研究がある[13]ほか、1964年男鹿半島沖地震 M6.9、新潟地震 M7.5との関連性を指摘[14]する研究がある。別の研究では、松代群発地震に先立って日本海東縁変動帯で発生していた青森県西方沖地震(1964年5月, M6.9)と新潟地震(1964年6月, M7.5)の影響を受けて応力が高まり影響を受けたとする研究がある[15]。

原因

発生当時はメカニズムは不明であり、上述のような様々な説が出されていた。その後の観測体制の整備と研究により、現在では「水噴火」モデルが定説となっている[16]。「水噴火」の語は群発地震当時、東大地震研究所に在籍しており実際に現地での調査にあたった中村一明によって名付けられた[17]。

この「水噴火」モデルは、深さ数～数十kmの帯水層に存在する高圧の地下水が、上部の岩盤に浸入・破砕することで地震を引き起こすというものである。さらに破砕が進むことでこの地下水が地表に湧出し、液状化や大量の湧水を引き起こした。そして水圧による岩盤の破壊が長期間・連鎖的に起こったことで長期にわたる群発地震が生じた。これらのモデルは現地で観測された被害とも照合するものであった[16]。前出の中村の調査によれば、湧出した地下水はこの地域の浅層地下水や温泉成分とは異なり塩化カルシウムなどを多く含んでいた。

影響

被害

被害は、道路の地割れや住宅損壊、液状化、地下水の湧水などを中心として、総被害は、負傷者15、家屋全壊10戸、半壊4戸、地滑り64件に及んだ。住民の中にはノイローゼを訴える者も現れた。また、上述の塩化カルシウムを多く含んだ地下水の湧出により田畑に塩害を生じた。

地震予知

震源域内で各種の観測と研究が行われた結果、日本の地震予知研究は大きく進歩した。また、北信地域地殻活動情報連絡会がモデルとなり、1968年（昭和43年）4月、国土地理院に事務局を置く地震予知連絡会が発足する。

1967年2月8日、松代町の地震観測所内に松代地震センターが設置された。

脚注

  1. ^ 飯尾能久、「地表近くで発生した極微小地震 (M=-3) 1984年長野県西部地震の余震」『地震 第2輯』 1986年 39巻 4号 P.645-652, doi:10.4294/zisin1948.39.4_645
  2. ^ 松代地震から40年 日本地震学会ニュースレター Vol.17 No.4 (Nov 10, 2005)
  3. ^ 吉田則夫,奥澤保,塚原弘昭、「同位体比から見た松代群発地震地域の深部流体の起源」 『地震 第2輯』 Vol.55 (2002-2003) No.2 P.207-216,doi:10.4294/zisin1948.55.2_207
  4. ^ 松代地震の発震機構について 気象研究所研究報告 Vol.19 気象庁気象研究所
  5. ^ a b 大竹政和 松代地震から 10年 東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻固体地球物理学講座 (PDF)
  6. ^ 松代群発地震地域における重力調査概報 究速報第 5 け, 1967 (PDF) 防災科学技術研究所
  7. ^ F.E.R.C Research Report - File No.0618 山の怪光現象を追え！ 特命リサーチ 200X NTV.
  8. ^ おまんじゅうのような山 --皆神山 長野の大地みどころ100選
  9. ^ 1965年8月～1967年10月の松代における日別有感地震回数の推移 気象庁技術報告
  10. ^ “松代群発地震_松代地震観測所”. www.data.jma.go.jp. 2021年5月2日閲覧。
  11. ^ 原因断層付近での湧水は火山活動を原因とするCaCl2型で、総湧出量は107立方メートルと推定されている。
  12. ^ “気象庁｜震度データベース検索”. www.data.jma.go.jp. 2019年8月10日閲覧。
  13. ^ 日本の群発地震 1965年 群発地震研究会[リンク切れ]
  14. ^ 吉田明夫、青木元、「大地震の前に日本海沿岸の広域に現れた地震活動の静穏化」 『地学雑誌』 2002年 111巻 2号 p.212-221, doi:10.5026/jgeography.111.2_212
  15. ^ 「佃為成：北部フォッサマグマ地域の地震活動特性」 『地學雜誌』 Vol.99 (1990) No.1 P.32-42, doi:10.5026/jgeography.99.32
  16. ^ a b “長野市立博物館　博物館だより第94号”. 2020年11月21日閲覧。
  17. ^ 中村一明「17. 水噴火としてみた松代地震(日本火山学会 1971 年度秋季大会講演要旨)」『火山.第2集』第17巻第1号、日本火山学会、1972年、33頁、doi:10.18940/kazanc.17.1_33_1、NAID 110002996580、2021年4月20日閲覧。 

関連項目

外部リンク

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