2011年東北地方太平洋沖地震と津波

東京大学地震研究所東京大学地震研究所

佐竹 健治

本日の講演の内容本 講演 容

1. 地震・津波発生のメカニズムと予測

2. 2011年東北地方太平洋沖地震

3 過去に発生した地震と津波3. 過去に発生した地震と津波

年の津波波源 デ4. 2011年の津波波源モデル

2

日本周辺のプレート及び大地震1885－1995M７以上深さ100km以浅

太平洋プレートが東から，フィリピン海プレートが 大地震はプレート境界・

3

フィリピン海プレ トが南東から沈み込む 内陸・日本海東縁部で発生

地震調査研究推進本部

プレート間地震の発生メカニズム

太平洋プレート：年間 8 cm程度 : 百年で 8 mフィリピン海プレ ト 年間 4 程度 百年で 4

4

フィリピン海プレート：年間 4 cm 程度 : 百年で 4 m

地震調査研究推進本部

地震の大きさの比較

東日本大震災

M 9.02011年3月11日 東日本大震災

死者・行方不明者約26 000名

2011年3月11日東北地方太平洋沖地震 約26,000名

500 km x200 km20 m M 7 9

太平洋沖地震

1923年9月1日関東地震

関東大震災死者105 385名

20 m M 7.9

関東地震 死者105,385名100 km x50 km x5m 

30 km x 10 km x1 M 7 3

1995年1月17日兵庫県南部地震

阪神・淡路大震災死者6434名

1 m M 7.3

5

兵庫県南部地震 死者6434名

地震の大きさの比較

東日本大震災M 9.0

東日本大震災死者・行方不明者約26 000名

M 9.0

約26,000名

500 km x 200 km x 20 m

1923年9月1日関東地震

関東大震災死者105 385名100 km x 50 km x 5m 

M 7.9

関東地震 死者105,385名

M 7.3

1995年1月17日兵庫県南部地震

阪神・淡路大震災死者6434名

30 km x 10 km x 1 m

6

兵庫県南部地震 死者6434名

大地震・巨大地震の予知・予測と警報

•長期予測履歴に基づく

•緊急地震速報•津波予報

震 動 が 生確率予測•中期予知

地震活動など

地震（断層運動）が発生してから

地震活動など•直前予知

前兆現象など 地面の揺れ 津波前兆現象など 地面の揺れ 津波

長期予測 短期予知

地震発生

3min

I i緊急地震速報

津波予報数百年～数十年 数日～数時間 Intensity 津波予報数百年～数十年 数日～数時間

7気象庁

大地震の繰り返しと発生確率の計算

大地震の繰り返し 将来（例えば今後10年間）の発生大地震の繰り返し確率を計算できる

10年後までに宮城県沖宮城沖では1793年以降 年後まで 宮城県沖

地震が発生する確率の時間推移

宮城沖では 年以降平均37年間隔でM 7～8の地震が繰り返し発生

8地震調査研究推進本部

予想規模（M）と今後30年間の発生確率

日本海溝沿いの長期評価今後30年間の発生確率

M 8 0 0 5 10%M 8.0   0.5～10%

過去に大地震なく 評価不能過去に大地震なく 評価不能

M 7 7 80～90% 連動するとM 7.7   80 90%M 7.5   99%

連動するとM 8.0

M 7.4   7%程度以下

M 6 7～7 2 90%程度以上M 6.7 7.2    90%程度以上

M 8.2 (津波地震） 20%正断層地震）M 8.2 (正断層地震） 4~7%

9地震調査研究推進本部

全国の地震動予測地図（各地のゆれ）今後30年に震度6弱以上となる確率今後30年に震度6弱以上となる確率

0% 0.1% 3% 6% 26% 100% 10地震調査研究推進本部再来間隔 30,000年 1000年 500年 100年

本日の講演の内容本 講演 容

1. 地震・津波発生のメカニズムと予測

2. 2011年東北地方太平洋沖地震

3 過去に発生した地震と津波3. 過去に発生した地震と津波

年の津波波源 デ4. 2011年の津波波源モデル

11

3月11日東北地方太平洋沖地震

M 9.0 （日本では史上最大規模の地震）

震度7

気象庁 12

プレート間地震による津波の発生間地震 よる津波 発

13断層面直上の海底は隆起，深い側では沈降

地震に伴う日本列島の変動

志津川東南東へ5.4m

志津川1.1m沈下東南東

東京 東へ20 cm 東京 5 cm 沈下

14国土地理院

地震に伴う海底の変動

海底が 水平方向に最大 24 m変動鉛直方向に 0 7～3m変動鉛直方向に 0.7 ～3m 変動

15海上保安庁

津波の高さ

最高9 m以上（観測機器が津波に流され

16

（観測機器が津波に流され完全な記録が取れていない）

気象庁

緊急地震速報

気象庁

津波警報のしくみ （気象庁）

震源、Mの決定量的津波予報

地震観測

津波予報の発表

津波の観測値による評価 津波予報の更新

潮位観測潮位観測

18気象庁

本日の講演の内容本 講演 容

1. 地震・津波発生のメカニズムと予測

2. 2011年東北地方太平洋沖地震

3 過去に発生した地震と津波3. 過去に発生した地震と津波

年の津波波源 デ4. 2011年の津波波源モデル

19

三陸地方と仙台平野における津波

明治（１８９６年）三陸津波と昭和（１９３３年）三陸津波

三陸地方では最大30 mを超える津波

仙台平野以南では数m以下

羽鳥 (1995)

岩手県 田老村（現在 宮古市）

1896年明治三陸津波で住民2248名のうち1867名（83％）が死亡

地震動は弱いのに大きな津波:津波地震 最大震度 3～4津波地震 最大震度 3 4

津波高さ 最大38m

岩手県 田老村（現在 宮古市）

1896年明治三陸津波で住民2248名のうち1867名（83％）が死亡

1933年昭和三陸津波で住民4945名のうち972名（20％）が死亡

1933年昭和三陸津波の前と後

岩手県 田老町（現在 宮古市）

1896年明治三陸津波で住民2248名のうち1867名（83％）が死亡

1933年昭和三陸津波で住民4945名のうち972名（20％）が死亡

2011年東北沖で住民約4000名のうち230名（6％）が死亡・行方不明2011年東北沖で住民約4000名のうち230名（6％）が死亡 行方不明

高さ 10 m 延長 2.5 kmの防波堤 茨城新聞

1896年 明治三陸 津波地震

M 7.2最大震度 3～4最大震度 3～4津波高さ 最大38m

海溝軸付近の断層幅 50 km, すべり量 6 m Tanioka and Satake (1996)

仙台・石巻平野の津波

地震翌朝の仙台空港 地震翌朝の石巻平野

仙台市若林区

貞観地震・津波（A）〔日本三代実録〕（貞観十一年五月廿六日） ８６９年 年７月 ９日

陸奥國地大震動、流光如晝隠映、頃之、人民叫呼、伏不能起、或屋仆壓死、或地裂埋殪、馬牛駭奔、或相昇踏、城〓倉庫、門或屋仆壓死、或地裂埋殪、馬牛駭奔、或相昇踏、城 倉庫、門櫓墻壁、頽落顛覆、不知其數、海口哮吼、聲似雷霆、驚濤涌潮、泝〓漲長、忽至城下、去海數十百里、浩々不弁其涯〓、原野道路、惣為滄溟、乘船不遑、登山難及、溺死者千許、資産苗稼、殆無孑遺焉、（古代・中世 地震・噴火史料データベースによる）

陸奥国の地、大いに震動す。流光、昼の如く隠映す。このころ、人民叫呼し て、伏して起きることあたわず。あるいは屋たおれて、圧死し、あるいは地裂けて埋死す。馬牛は駭奔（驚き走る）し あるいは互いに昇踏す 城郭 倉庫 門櫓 墻壁 など頽落して顛駭奔（驚き走る）し、あるいは互いに昇踏す。城郭・倉庫、門櫓・墻壁 など頽落して顛覆すること、その数を知らず、海口は哮吼し、その聲、雷霆に似る。 驚濤は涌潮し、泝_（さかのぼる）し、漲長す。たちまちに城下にいたり、海を去ること数十百里、浩々としてその涯を弁ぜす 原野道路 すべて滄溟となり 船に乗るいとまあらず 山に登るもてその涯を弁ぜす。原野道路、すべて滄溟となり、船に乗るいとまあらず、山に登るも及びがたし、溺死するもの千ばかり、資産苗稼、ほとんど ひとつとして遺ることなし。

（史料編纂所の保立道久氏のブログによる）

仙台平野における貞観津波

多賀城址

仙台市

浪分神社

東北大

多賀城址：海岸から約5 km

浪分神社

若林区荒浜若林区荒浜

仙台空港

浪分神社：海岸から約5 km

仙台空港 だいちの衛星画像（地震後）EORC, JAXA

仙台平野における津波堆積物の調査

火山灰層 To‐a(西暦915年十和田)

津波によって運ばれた砂層運ばれた砂層

泥炭層

（東北大学・産総研）

貞観地震の断層モデル年 浸水域計算浸水域 2011年の浸水域

行谷・佐竹・山木（2010）行谷 佐竹 山木（ ）産総研 活断層・古地震研究報告

JAXA

断層モデルと海底地殻変動

本日の講演の内容本 講演 容

1. 地震・津波発生のメカニズムと予測

2. 2011年東北地方太平洋沖地震

3 過去に発生した地震と津波3. 過去に発生した地震と津波

年の津波波源 デ4. 2011年の津波波源モデル

31

計器観測された津波波形沿岸の検潮所は，停電のため15時15分頃（地 沖合のGPS波浪計や海底水圧計には震発生後30分）までしか記録していない． 短周期の大きなピーク

宮古（気象庁）

釜石 （海上保安庁）

岩手県中部GPS波浪計

大船渡（気象庁）

東大地震研釜石沖（TM1)

水深約1600 m

鮎川（気象庁）

水深約1000 m

相馬（気象庁）

東大地震研釜石沖（TM2)

相馬（気象庁）

小名浜（気象庁）

岩手県南部GPS波浪計

水深約200 m

32

津波が記録された観測点

すべり量分布と海底地殻変動

小断層 50 km四方，傾斜角14°

すべり量分布と海底地殻変動

三陸沖中部三陸沖中部

宮城沖 三陸沖南部海溝寄り

>30 m>10 m

海溝寄り

福島沖

~ 4m福島沖

茨城沖

<2 m

断層モデルと海底地殻変動

津波波形 明治三陸タイプの津波

津波波形 貞観タイプの津波

津波波形 明治三陸・貞観タイプの津波

まとめま

1. 地震・津波発生のメカニズムと予測今後30年間の宮城沖地震の発生確率は80～99%今後30年間の宮城沖地震の発生確率は80 99%想定規模Mは8以下

2．2011年東北地方太平洋沖地震日本最大規模（M 9.0).海底変動24 （水平） 3 （鉛直）海底変動24m（水平），3m（鉛直）

3．過去に発生した地震と津波3．過去に発生した地震と津波1896年明治三陸地震津波： 三陸沿岸に大きな被害869年貞観地震津波： 仙台平野などが浸水

4．2011年の津波波源モデル明治三陸地震タイプと貞観地震タイプが同時に発生明治三陸地震タイプと貞観地震タイプが同時に発生

40