2017年09月24日

『南海トラフ地震』山岡耕春 岩波新書

南海トラフ地震のメカニズム、今後の発生確率の根拠、誘発される断層型地震、被害想定が丁寧にまとめられていて読みやすい。

南海トラフ沿いの深さ40km以上の場所は温度が300℃以上で、ずれの速さが大きくなっても摩擦力が小さくならないため、境界面は常に一定の速度でずれ動いている。地震を発生させる温度の低い場所と常に動いている場所との間は両者の中間的な性質のため、プレート境界のスロースリップに伴う深部低周波地震が半年に1回の頻度で起きている。スロースリップは、その場所のひずみを解消するが、浅い側の巨大地震発生域にひずみを増大させる。

浜名湖付近と豊後水道付近、紀伊水道付近では、プレート境界面が地震を起こすことなくゆっくりとずれ動くスロースリップが起きる。スロースリップが発生することによって、周囲のひずみは大きくなる。

フィリピン海プレートは、紀伊半島の下では周囲に比べて深い角度で沈んでおり、プレート表面の摩擦力が強くずれにくい。潮岬を超えて地震が連動しにくいため、東は東海地震と東南海地震、西は南海地震と呼ばれている。

南海トラフの地震は、繰り返し間隔が一定とする固有地震モデルの方が、地震発生頻度を一定とするポワソンモデルより当てはまるという研究結果がある。固有地震モデルを用いた今後30年間の地震発生確率は3%になるが、信頼性の高い宝永地震以降のデータを用いると25%となる。さらに、安政地震から昭和の地震まで90年と短いため、地震の規模とその次の地震までの間隔が比例する時間予測モデルを用いると、今後30年間の地震発生確率は70%となり、防災上の観点からこの確率が発表されている。

地震は、発生頻度の対数がマグニチュードに比例して減少するグーテンベルグ・リヒター(GR)則というべき乗則に従い、マグニチュードが1増えると発生頻度は10分の1になる。この法則は固有地震モデルと相容れず、最大規模の地震は特別であるという考え方をとり入れなければならないが、議論は分かれている。

過去の南海トラフ地震が発生する前の数十年間は特に近畿地方の地震が活発化し、南海トラフ地震が発生した後の10年程度は西日本内陸の地震活動が活発化している。プレートの沈み込みが進行するにしたがって、西日本の内陸にかかる力が増加するために発生しやすくなる断層と、巨大地震が発生した後にプレートを押していた力が抜けるために、活断層の割れ目を閉じる力が減ってずれやすくなる断層があると考えられる。

津波による浸水の高さが30cmになると、人は倒れて流される。2mになると木造住宅が浮力で浮き上がり流される。被害を受けたライフラインのうち、電力は1週間でほとんどが回復するが、上水道や都市ガスは1週間後も6〜7割が復旧せず、95%復旧するまでに1か月から2か月かかる。LPガスの復旧時間は短い。携帯電話は、地震直後には8割程度の接続が可能。1〜2日後には基地局の非常用電源が停止するため、8割程度が利用不能になるが、1週間程度で9割以上の基地局が復旧する。

巨大地震の前後には内陸の地震活動が活発化するとの研究結果は、地震の活動期の有無があると解釈でき、巽氏の見解とは異なるのかもしれない。プレートを押す力が増したり、抜けたりすることによって発生頻度が増えるとの説明の方に説得力があるように思う。

南海トラフ地震南海トラフ地震
山岡 耕春 / 岩波書店 (2016-01-21)
タグ:地学
2017年08月08日

『富士山大噴火と阿蘇山大爆発』巽好幸 幻冬舎新書

マグマや火山の形成、噴火の要因、富士山や巨大カルデラ噴火について、わかりやすくまとめられている。

マグマは、海洋プレートが沈み込んだ100km以上の深さでプレートから絞り出された水とマントルが反応して生まれる。玄武岩質マグマは、比重が重いマントルの中を上昇した後、ほぼ同じ比重の地殻の底で止まる。そこで冷えて結晶化したものが沈み、液体部分に軽い二酸化ケイ素が増えた安山岩質マグマが残ると、地殻より比重が軽くなって上昇し、地殻内にマグマだまりをつくるが、地表に到達するまでに大部分は結晶化する。これによって大陸地殻が成長することになる。一方、伊豆・小笠原弧の地殻は重くて薄いため、玄武岩質マグマが上昇しやすく、大量のマグマが海底に達して大きな海底火山を形成する。

マグマ溜まりが地震によって揺さぶられると、発泡現象によりマグマに溶け込んでいる水が気体となって圧力が高まり、岩盤に割れ目ができると体積が増えてさらに発泡が起きることを繰り返して噴火を起こす。巨大地震が起きると歪みが解放されて、地盤に働く力が圧縮から引っ張りへと変化するため、マグマ溜まりの圧力が下がることも噴火の要因として考えられる。噴火マグニチュードは、噴出物の総重量(kg)の常用対数から7を引いて求める。

数十万年前、伊豆半島周辺では、箱根火山、愛鷹火山、先小御岳火山、天城火山などの火山活動が盛んだった。箱根火山は6万6000年前にM6.1の大噴火を起こし、火砕流は横浜まで到達し、都内に20cmの東京軽石層を形成した。富士山は未熟な地殻の上に作られたため、玄武岩質でできており、密度が重く、粘性が低いためにストロンボリ式噴火を繰り返し、円錐形の山体ができあがった。

富士山が噴火すれば、降灰が50cmに及ぶ富士吉田や御殿場では家屋に被害をもたらし、10?になる大月以南、三島以北、神奈川県の大部分では鉄道や道路が通行不能になる。2cmの降灰が予測される中伊豆、東京、千葉の大部分では、電機や水道の供給が止まり、農作物は収穫不能になり、呼吸器系疾患をもたらす。

巨大カルデラ噴火は、プリニー式噴火によって大量のマグマが噴出した後に、カルデラが陥没していくつもの割れ目が生じてクライマックス噴火を起こすもの。8万7000年前の阿蘇4噴火(M8.4)では、自らの熱によって火山灰同士がくっついた溶結凝灰岩によって宮崎県の高千穂峡や大分県の滞迫峡ができ、北海道でも15cmの火山灰が積もった。2万9000年前に起きた姶良カルデラ噴火(M8.3)は、火砕流が九州南部を覆い尽くし、鹿児島地方でシラスと呼ばれる200m近くの火山灰層をつくり、偏西風によって運ばれた火山灰は、10?以上の丹沢軽石の火山灰層(AT)や鳥取県大山周辺の20cmのキナコと呼ばれる火山灰層を形成した。7300年前の鬼界アカホヤ噴火(M8.1)では、九州南部に30cm以上の火山灰が降り積もり、南九州の縄文人は絶滅した可能性が高い。鬼界アカホヤ噴火のエネルギーは、大型台風の10倍、富士山宝永噴火やM9地震の800倍にもなる。

著者は、災害対策の必要度の指標として、その死亡者数と発生確率を掛け合わせた「危険値」を用いている。
南海トラフ地震 推定4%×32万人=12800人/年
巨大カルデラ噴火 推定0.003%×1億2000万人=3600人/年
首都直下地震(M7以上) 推定4%×2万3000人=920人/年
富士山山体崩壊 1/5000年×40万人=200人/年
豪雨・土砂災害 実数100人/年
阪神淡路大震災 前日の確率0.02〜8%×6400人=1〜500人/年
富士山噴火 推定1/1000年×1万4000人=14人/年

富士山大噴火と阿蘇山大爆発富士山大噴火と阿蘇山大爆発
巽 好幸 / 幻冬舎 (2016-05-28)
タグ:地学
2017年03月02日

『人類進化の謎を解き明かす』ロビン・ダンバー

摂食と移動、社交、休息に必要な時間収支モデルを使って、人類の進化を考察する。霊長類では、社交時間と集団規模は正比例する。生息地の豊かさ(降雨量に依存する)と集団の規模によって移動時間が決まり、それが大型霊長類の生物地理学的分布の制限要因となる。

人差し指の長さの薬指に対する比率(2D:4D)は、胎児が子宮内でさらされたテストステロン濃度の影響を受ける。オスどうしがメスを争う多婚種では2D:4D比が小さく、単婚種では1に近い。体の大きさの性差ともあわせて、現生人類につながる種はどれも多婚だったと思われる。

アウストラロピテクスが生息した土地での予測時間収支を合計すると、7%超過する。これを、食性を変えること(肉、骨髄、シロアリ、根や根茎)、水辺や洞窟で暮らすことによって解決していた可能性がある。また、チンパンジーよりも、ヒヒに近い食べ物探しをしていたと推測される。

初期ホモ属(原人)は身体と脳が大きくなり、大きくなった脳は共同体が大きくなったことを意味するので、時間収支はエルガステルで30%、エレクトスで34%超過する。エルガステルが出現した180万年前に、熱帯アフリカの気温が2℃下がり、休息時間を減らすことができた。歩幅が大きくなったことにより、移動時間を短くできた。火を使った証拠が豊富に見つかるようになるのは50〜40万年前からで、これ以前は料理が習慣にはなっていなかったと思われる。笑いはエンドルフィンの分泌を促し、3人まで影響を与えるので、社交時間を減らした可能性がある。

ハイデルベルク人の脳容量は、30万年前に飛躍的に増えた。火を使いこなす時期の後なので、肉を料理したことが要因と思われる。ネアンデルタール人は、網膜から入ってくる情報を処理する後頭部が発達しており、眼窩が現生人類より20%大きいのは、高緯度地帯の弱い日射しに適応したためかもしれない。共同体の規模は、ハイデルベルク人と同じ約110人で、前頭葉は大きくなかった。多くの人を巻き込み、タイミングを合わせるリズムによって共時性が得られる音楽によって、社交時間を減らした可能性がある。

火を灯として使うことで、活動時間を伸ばすことができた。解剖学的証拠からは、発話能力は50万年前に旧人とともに進化したようだ。言語に不可欠なメンタライジング能力は、眼窩前頭皮質の容量と相関があり、アウストラロピテクスは2次、初期ホモ属は3次、旧人は4次、現生人類は5次の思考意識水準にあったと推測できる。遺跡で見つかった道具から原材料の移動距離は、ネアンデルタール人では70%が25km未満だが、現生人類では60%が25km以上で、より大規模な社会ネットワークがあった。衣服に付くヒトジラミは、頭髪に付くアタマジラミから進化し、DNAの変異によると、10万年前から衣服を身に着けるようになったことがわかる。

方言は、出身地が同じであり、互いに血縁のある人々の共同体を特定することに役立つ。病気の温床である熱帯では小さく結束の強い共同体を形成するが、植物の生育期が短く、盛んな交易関係が必要な高緯度地域では、集団の規模や同じ言語が話される地域が大きい。

新石器時代の定住地の人々は、同時代の狩猟採集者より小柄で、農業による栄養の推定回収率は食べ物探しよりかなり低いことから、定住に転換した背景には、きわめて深刻な理由があった。共同体の存続期間は、構成員に要求する犠牲の大きさに比例する。酒は大量のエンドルフィンの分泌を促す。オオムギとヒトツブコムギは、パンではなくビールをつくるために栽培されたらしい。神を熱心に信じる人は、他人に対して親切に振る舞い、集団の規則を守る傾向が強い。

これまでの人類進化の議論は、主に脳の拡大がいかにして実現されたかといった点に注目されてきたが、本書は、脳の大きさと集団規模、活動時間を包括的に考察している点が画期的だ。特に、集団の規模が大きくなることによって必要になる社交の増大を、笑い、音楽、言葉、酒によって解決してきたとする考察は、それぞれの発生時期の議論は残るものの、これらが現代社会でも大きな役割を果たしているという意味で興味深い。

人類進化の謎を解き明かす人類進化の謎を解き明かす
ロビン・ダンバー / インターシフト (2016-06-20)
タグ:人類学