第1図 寧夏回族自治区の活断層。
第2図 海原大地震(1920)の有感範囲。
第3図 海原大地震の震央区。
第4図 地震記録から求めた主圧力軸の方向。
カット:1739年の平羅大地震で崩れた万里の長城(中央部)。(以下写真はすべて筆者撮影)
写真1 海原大地震で全滅した60年前の干塩池の村の城壁の跡。
写真2 海原大地震による地すべり(★山)。(★=トウ:つちへん・日の下に羽)
写真3 平羅大地震(1739)による万里の長城のずれ。
写真4 鳴沙の仏塔。上半分が崩れ落ちている。さらに地面近くの部分に地震によるひび割れがある。
参考写真5 トレンチ掘削調査の跡。
参考写真6 トレンチ掘削断面の地層のずれ。
参考写真7 北から見た長城のずれ。
(参考写真は原文にはありません。)
JISコードにない漢字
★=トウ:つちへん・日の下に羽
●=コウ:さんずい・勾
◆=ケイ:さんずい・又に土
▲=シン:刑のつくりにおおざと
5回目の中国訪問で、私は初めて西北地区へ足を踏み入れた。「シルクロードの旅」と流行を追った わけではない。最近の中国の大地震の予知の仕事を見るために、今まではもっぱら東北・華北・華南へ の旅行が続いた。西北地区は、インド大陸が北へ向って押す力によって大規模な構造運動が続き、活断 層が発達し、大地震が起るところである。日本列島では見られない現象がそこにはある。 大阪市立大学の藤田和夫さんと富山大学の竹内章さんと私の三人は、1981年9月4日から10月 1日まで、中国の寧夏回族自治区を中心に地震地質の調査を行った。私は地震学者として、二人の地質 学者に励まされながら登ったり降りたり歩いたりの毎日を送り、身がしまって日焼けして、なんとか無 事に旅行を終えることができた。 この報告は、寧夏(ニンシア)の地震の紹介であり、大地震を起した活断層を観察した地震学者の印 象である。地質については、地震をよく理解した二人の地質学者のレポートを待つことにしたい。 寧夏回族自治区 2年ほど前に発行された地図には、この自治区はモンゴルと国境を接して描かれている。今、北の大 部分を隣の内蒙古自治区に移管して、寧夏は中国大陸部で最小の自治区となった。新しい北西の境界に は賀蘭山が石肌をむき出しにしてそびえている。寧夏の南端には六盤山が急峻な壁となり2942mの 山頂の気象台の横を蘭州へ通じる国道が越えている。1935年10月毛沢東は長征の旅でこの六盤山 を越え、清平楽・六盤山の詩を残した。ふもとの村には堂々たる青銅の詩碑が建っている。六盤山に源 を発する清水河は、中寧の町で黄河にそそぐ。 蘭州市から甘粛省を横切り、黄河はこの寧夏を北へ北へと流れる。流域には中衛・中寧・呉忠・銀 川・平羅・石咀山といった都市が発達した。この自治区の中心は銀川市である。黄河の東側にはオルド ス高原が広がる。西側の賀蘭山を越えるとあとは西へ西へと続く広大な砂漠である。賀蘭山脈は銀川盆 地を守る屏風である。オルドス高原の南側は黄土高原に接し、その間を万里の長城が横切って賀蘭山に 達し、さらに黄河に沿って甘粛省へ向う。 寧夏の南西には甘粛省からヒマラヤ山脈へ至る青海チベット高原がある。この広大な高原の地殻にイ ンド大陸が北上する圧縮力が伝わり、六盤山を寧夏の上へのし上げているのだろう。もっとも小さな自 治区の中に、現在の地球の構造運動がもたらした地形が見られ、巨大地震の跡を見ることができるので ある。 名前からわかるように、寧夏には回族が多く住んでいる。ここには多くの寺院があり、メッカに向っ て礼拝する回教徒が住む。そして羊の肉が大層おいしい。寧夏の羊はにおいがない。これは、この土地 の草と気候のせいで、よその土地へ羊を連れて行くと2、3年でにおいだす、と土地の人々は自慢をす る。 賀蘭山の雨期は8月9月の頃である。裸の山には毎年300oを越える雨が降る。時には500oを 越える。大雨が降るとたちまち多くの谷から土石が押し流され扇状地が発達する。その一つに小口子と いう村がある。銀川市に近く、昔は避暑地であったが今は道路にごろごろと石が散乱し、車をいためる。 数年前までは避暑地への道の手入れなどすると批判が集中したそうだが、今は再建の計画が進んでいる。 小口子は銀川市の西50qの所で、この静かな谷間に銀川地震基準台がある。 銀川地震基準台は、全国24ヵ所の基準台の一つで、9名の職員が地震観測に従事しているが、私が 今までに見たいくつかの基準台に比べると規模は小さい。それでも、賀蘭山に掘り込んだトンネルの中 に多くのセンサーが配置され、静かな環境の中で仕事が進んでいる。この静かな環境というのが地震観 測にはなにより大事なことで、日本で高感度の地震計を持って文明から逃げまわっている私には、最高 にうらやましい。実際日本では、10年観測を続けて来てこれからという時に、新幹線計画だ、道路が できる、高圧線が通るのだとかついには大仏が立ち観光地になるなどと、観測点を守る苦労が絶えない。 寧夏には基準台の他に9ヵ所の地震台がある。地震台の台は気象台の台と同じで、観測所を意味する。 活断層の活動する様子を物理学的にしっかりと把握するためには、そこに発生する小さな地震まで完全 に記録する必要があり、10ヵ所の観測点ではまだまだその能力が十分とは言えない。一つには観測網 の密度の点で、もう一つには観測技術の点で、地震の検知能力が不足している。これからの発展により、 この寧夏地区の地形を作り出した構造応力場の姿が、次第に解明されるであろう。活断層を地表から調 べる地質学者の研究と、過去に起った大地震の歴史学的、考古学的研究が十分に行われたいま、次の発 展が強く望まれる魅力いっぱいの地域である。 海原大地震 1920年12月16日、寧夏回族自治区の南部にある海原県を震央とする大地震が起った。この地 震は甘粛大地震という名で知られている。最近、中国では地震に名前をつける時、非常にローカルな地 名を使う。広い地域の名をつけると、同じ名の地震が次々とできてしまうほど、中国には大地震が多い。 一つには、歴史資料の分析が進んで、震央の位置が正しく求められるようになったことにもよる。その 地震を最もよく研究した人たちのつけた呼び名に従って、海原(ハイユアン)大地震と私も呼ぼう。 国家地震局蘭州地震研究所と寧夏回族自治区地震隊の共同編集による『一九二〇年海原大地震』とい う134ページの論文集が出版された。編集グループの前者は中国西北地区の地震研究の中心で、19 70年蘭州地質研究所・蘭州地球物理研究所、蘭州地質隊が一緒になってできた研究所であり、37の 観測所と950人のスタッフを持つ大きな組織である。後者は、現在地震隊から地震局と呼び名がかわ り、呉建民局長を中心に自治区の地震の仕事を進めている。 海原大地震の論文集は、大地震の60周年を記念して出版され、現場の調査記録・被害・活断層・地 震記録の解析・宏観現象などの多方面にわたって詳述されている。また、1927年の甘粛省古浪県の 大地震についての研究成果も紹介されている。 海原大地震による被害は大変広い範囲にわたった。当時の各県の統計によると、震央区の死者は23 万余人であった。有感範囲も広く中国大陸部全域に及んだ。この地震のマグニチュード(M)は、激震 区の面積や最大震度などから、経験式をもとにM=8.5と算出された。 1920年当時中国には地震観測所がたった1ヵ所しかなかった。上海の徐家匯(シュージャーホイ) 観象台で、震央距離1567qである。M8.5の大地震だから、この地震波は世界中の地震計に記録 され、全部で53ヵ所のデータが集められた。東京・大阪をはじめ11ヵ所の記録が日本から提供され ている。これらの記録から、地震発生時刻は北京時の20時06分09秒、震央は北緯36.5°、統 計105.7°と求まる。また、震源となった断層面は走向N69°Wの鉛直面で、その面に沿う左ず れの運動が起こったことがわかる。このずれを起した応力の軸は、ほぼ北東ー南西方向に働く圧縮力と、 N10°Wの張力であったと推定された。 地下でこのような震源断層の動きが発生すると、そのずれは地表に達することが多い。これだけの大 地震が地殻内に起れば、かならず地表でその断層運動を追跡することができる。海原地震の震央域では、 六盤山の北のふもとから北西に向って全長200q以上にわたる地表の異変が見られた。ここでは、地 表付近の地質に応じて地割れや滑落などの現象が分布するが、それらはすべて震源断層の左ずれの動き を反映している。 われわれは、銀川市から車で南に向った。9月15日朝7時半に出発して昼頃中寧の町に着いた。折 から黄河は大洪水で、濁流の上を渡り途中水害防止のための作業や避難状況が見られた。遠く青海省に 豪雨があり、その水が蘭州の町をおそい、さらに寧夏の流域に被害を与えた。中寧の招待所で泊めても らったが、夜半から市民を動員して救援に向うあわただしさがよくわかった。次の日の夕方には、中寧 の広場は避難してきた人々であふれた。荷車に机や椅子を積み後に犬をつないで引いてくる。その後に 財産の羊がちゃんとついて歩いてくる。 中寧を7時半に出発して昼すぎ海原県に着く。立派な二つの部屋を与えられて静かな休息の時間の後、 県長がわれわれを迎えて初めての外国人として大地震の時の話を聞かせてくれた。 第3図に示した各地点を訪れて驚いたのは、60年前の現象が今そのままの姿で見られるということ であった。それらを簡単に紹介しよう。 唐家坡には、小石で築いた昔の畦が残っている。それらが地震の左ずれによって2〜2.5mのずれ を示している。以前は畑であったが地震後は荒地になって、10列ほどの畦が断ち切られてずれている。 そこから東に干塩池の塩湖が見える。この湖は、地震の後地盤の傾動によって500mほど北へ移動し た。 干塩池は昔は東西800m、南北450mの長方形の城壁に囲まれた村であった。塩の産地で多くの 商人が集まり、東西の門を結ぶ通りには旅館や料理屋が軒を並べていた。100戸ほどあった家は全壊 し、多数の人が圧死した。地震の時、この村の中を東南方向に地割れが走ったという記録が残されてい るが、調査してもその跡は見つかっていない。この倒壊した城壁(写真1)の中は現在は畑になって穀 物がよく育っている。家の壁土は植物を育てるのに良いと地震の被災地ではよく聞いたことがある。現 在、村は少し離れた所にある。 村役場に青年のコックと3人の女性の服務員がワゴンで先に来ていて、われわれにあたたかい昼食を 出してくれる。昼休みに村の広場へ出ると、たちまち人垣ができる。そこへ一人の老人が通りかかると、 だれかが日本人だよと、彼に教えている。老人は、「私は湖南省の出身だから、子供の頃日本人を沢山 見たよ」とにっこり笑って立ち去っていった。 干塩池の近く邵庄には、地震の時の引張り性の変動で、陥没したあとに池がいくつかできている。大 ●門(●=コウ:さんずい・勾)では、川の浸蝕でできた崖に断層を見ることができる。その上は平坦 な荒地で、正断層型のすべりで落ちこんだ地形がある。 小山には地割れがたくさん並び、地震を起した断裂帯に一致している。山の中腹のなだらかな斜面に 出来た地割れには草もはえてはいるが、茂るわけではなく、羊や山羊が少しばかりの植物を求めて時々 通るぐらいで、60年前の姿をそのままはっきりと見ることができる。保存状態の良いのもさることな がら、日本の山のように雑木が茂ったりすることがなく、すたすたと目的地まで歩いて近づけるのがあ りがたい。この近くの川の上流には泉があり、ラドンの含有量の変化を測定している。また、地震観測 点があり、谷間の入口の村まで、有線テレメータで信号を送って記録している。 海原からさらに南へ100qの道を走った。峠を越えると、北側では見られなかった黒土の表層があ った。数百年前まで植物が多かったところで腐食土ができている。このあたりは川を渡るにも橋がない。 雨季がすぎれば水がひいて川底を渡れる。北京製の“Beijing Jeep”が威力を発揮する。西吉県に着い た。海原から4時間かかった。西吉は震源断層から20qほど離れているが、被害が大きくその部分へ 激震区の等震度線がふくらんでいる。この地域は黄土層が厚く、大地震の震動で山崩れがたくさん発生 した。数十mから数百mにわたる山崩れがあり比較的ゆるやかな斜面にもそれが起っている。 9月19日の夜、われわれは西吉に1泊して翌日調査をしながら、次の固原へ向う予定であった。夜 は副県長のご好意で映画を特別に上映してもらい、中国の古い人情ばなしを楽しんだあと、ようやく眠 りにつこうとした時、急にあわただしく起され、今夜中に移動すると知らされた。黄河の増水がひどく 少しでも便利な所へ行って状況を見るとのこと、夜中に村の人々と別れの挨拶もそこそこに出発し、私 は中国で初めて深夜のドライヴを経験することができた。来る途中黄河を渡ったがさらに増水すると危 険になる。昨夜のテレビのニュースでは蘭州でも水害がひどい様子だ。青海省ではもう雨が止んでいる が、あと数日は増水するらしい。 固原は、寧夏の南端の地区で正式には寧夏回族自治区固原地区固原県である。この“地区”には、海 原・固原・西吉・◆原(◆=ケイ:さんずい・又に土)・隆徳の5県がある。寧夏へ来て何度となく 「皆さんは、今度中国のもっとも貧しい地域を見るのです」と聞かされたが、そのように紹介されると ころへ来ても、かならず共産党委員会には“地震弁公室”があり、県には科学技術委員会がある。中国 の地震事業の広がりがよくわかる。固原で夜明けを待ち、どうやら黄河の増水も峠を越えたという情報 を受けて、調査を続けることができた。 王家溝というところでは、土地の人に地震の時の話を聞くことができた。もとは平坦だった土地が大 地震の時まるで波打つようにゆれ、あとには大きな凹凸の地形が残った。この先にあった石火堡という 村は皆埋ってしまった、という話であった。★山(★=トウ:つちへん・日の下に羽)では、大規模な 地すべりがあった(写真2)。低角の斜面がゆっくりと西へ数百mすべっていった。その跡は生々しく 残っており、数m〜十数mに分裂した地塊が北の氷海のように一面にただよっているといった光景が見 られる。このような崩壊は北北西方向に並んで出現したが、これは潜在断層の存在を示しているのかも しれない。 ふたたび震源断層の線上に戻って硝口というところへ行くと、崖の色で遠くから判別できる断層の露 頭が見られる。 李俊堡蒿内では幅800mにわたって崩壊した跡が残っている。これは表層すべりではなく、基盤す べりであろう。寺口子には、逆断層の露頭があり、また石窟の仏像の地震による破壊跡がある。ここに も地震観測点がある。 海原地震の震央区を一とおり見た後、われわれと寧夏地震局のスタッフは討論会を開いた。総勢十数 名の調査旅行である。ジープ4台、ワゴン2台に食料からコックさんまで伴った旅であった。私は寧夏 の人々に、60年前の地震の遺跡がみごとに保存され、それらがよく発掘・調査されていることに感激 したこと、後世の人々にこれらをぜひ伝えてほしいということを話した。 万里の長城のくいちがい 石咀山市の西11qのところに、万里の長城が崩れてくいちがっている場所が2ヵ所ある。1739 年の平羅地震(M=8.0)の跡である。 1965年、中国科学院の西北地震考察隊の調査により発見されたものである。ここには、1976 年より寧夏地震局の人々の手で水準点が打たれ、短距離水準観測が行われている。また、長城の横には 活断層のずれを観察するための掘削調査が行われ、そのトレンチが保存されている。 万里の長城は、東の山海関で渤海に面し、西は甘粛省の嘉峪関に至る6000qの世界最大の建造物 であり、その歴史は2500年前にさかのぼるといわれる。寧夏のこのあたりでは、長城は北京の郊外 で観光列車で見るような立派な石積みではなく、厚い土塀といった感じである。構築の時期も明朝の頃 で、1368〜1487年の間に完成した。したがって、長城のずれは、1739年の1回の地震によ るものである。長城のずれは2ヵ所あり、西側の賀蘭山に近い方は水平右ずれが1.4mで走向は北北 東、鉛直成分は0.35mの東落ちである(写真3)。東側のずれ(カット参照)は、鉛直成分は0. 95mの東落ちである。 西側の地点でのトレンチ調査によれば、傾き70°の正断層があり、約2mのずれが見つかっている。 長城の礎石のずれは0.35mであるから、その下の地層には、過去何回かの地震によるくいちがいが 積算されていると考えるべきである。 東側のくいちがいは現在上下に0.95mあるが、1954〜1970年の水準測量の結果によると、 2.6o/年で変動していることがわかる。つまりこの断層は上下にクリープしている。 トレンチ調査法は、日本の活断層にも最近ようやく採用されるようになった。過去の歴史上の大地震 の記録をもとに活断層を横切る掘削がなされ、有史以前にも同じところに大地震があったことがわかっ た。大地震はくり返し発生して活断層を成長させてきた。その繰り返しの周期は1000年程度である。 日本でこの方法を実行するには、地主との交渉が最大の仕事である。その次に掘ったトレンチの水を抜 きながら、いかに短時間で調査を完了して埋め戻すかの技術がものをいう。日本の土地はなぜこれほど 高価なのだろうか。 寧夏の土地はただである。地震局の人々は、これぞと思うところへ人夫を連れて行き、何日かで溝を 掘る。よく乾いた砂漠の大地は、掘ったあとをいつまでも見せてくれる。ただし、日本では、採取した 木片のC14を分析して、くいちがいの年代を決められるが、植物のない砂漠では堆積物に期待ができ ない。新しい年代決定法の確立が必要である。 長城のずれは賀蘭山の東のふもとにあり、銀川盆地との境界の断層崖にある。トレンチの壁面には東 落ちの正断層が現われている。これを見る限り、賀蘭山の隆起と東側の盆地の沈降との間に正断層型の くいちがいが発生したように見える。東西に引っ張る力で正断層ができたとすれば、賀蘭山の隆起が説 明できない。上下運動で正断層ができたならば、賀蘭山を持ち上げる力は何によるものであろうか。こ の近くには目立った地震活動も最近少ない。観測点が少ないためばかりではなく、実際に小地震もあま り起っていないようである。したがって地震を起す応力場も十分解明されていない。 銀川盆地には3000m級のボーリング資料が3ヵ所あり、物理探査の結果とも合わせて、第四紀層 の等深線が描かれている。もっとも深いところでそれは1600mほどになる。賀蘭山と銀川盆地との 上下の相対運動は第四紀になって3000m以上、と推定される。 地震を起す応力場 寧夏には、そのほかにも1143年銀川地震によって破壊された跡や、1306年の開城地震による 廃墟がある。前者は省嵬城と呼ばれる銀川から北へ車で約1時間のところにあり、後者は、南部の固原 県にある。開城には、元の時代、皇帝の避暑地があり兵が駐屯していた。西北地区と長安を結ぶ交通の 要路であった。M6.5の地震で5000人の死者があり、帝は后を失った。この地震は六盤山を隆起 させてきた運動の一端であった。開城の廃墟も今ほぼ完全に見ることができる。 寧夏は、北上するインド大陸からも、日本列島下へ沈み込む太平洋プレートからも遠く離れた大陸の 奥地にある。ここに大地震を発生させる応力場はどのようにして生まれるのであろうか。 発震機構のわかった海原大地震は、前に述べたように北東ー南西方向の圧縮力の存在を示している。 最近の大地震の地震計記録から中国大陸に働く圧縮応力の軸の分布を第4図に示す。ヒマラヤから青海 チベット高原を越えて寧夏に至るまで、北東ー南西方向の圧縮力が伝わっている。この応力場はさらに 西方の地域にも同じように見られる。青海チベット高原からコンロン山脈やアルチン山脈を越え、タリ ム盆地を渡って天山山脈も越える南北方向の圧縮力がある。天山の北のジュンガル盆地の北側に富蘊 (フーユン)というところがある。ここにも1931年に巨大地震が発生した。この地震の震央域の調 査もすでにほぼ完了している。 寧夏の東方を見ると、すぐ東に隣接するオルドス高原には、まったく地震が発生していない。オルド スの北部は先カンブリア紀の古陸である。そこに地震が起らないのは、地殻が大層硬い岩石でできてい るか、応力が働いていないかのどちらかの理由によるが、さらに東側の呂梁山を越えると山西盆地には 歴史上の大地震がずらりと並んでいる。したがってオルドスにのみ応力場が形成されないと考えるより は、そこが破壊されにくい強度を持っていると考えた方がよい。 山西や河北を含む地塊は華北ブロックと呼ばれる。このブロックの北は陰山山脈、南は秦嶺である。 このブロックの中には、世界で初めて地震予報による震災予防に成功した海城地震や、直前予報に失敗 して24万余人の死者を出した唐山地震や、中国の地震予知事業の急速な発展の引き金となった196 6年▲台地震震源域(▲=シン:刑のつくりにおおざと)が含まれる。首都の北京も、昔の都長安もこ の華北ブロックの中にある。長安には83万人の死者を記録に残した1556年の華県大地震がある。 華北ブロックの東方では、圧縮応力軸は東北東を向く。日本の東西方向の圧縮応力場と寧夏の北東方 向の圧縮応力軸との中間を向いている。浅発地震の起る場所をたどると、西南日本の日本海側から朝鮮 半島を通って華北ブロックへつながり、さらに寧夏を経て西北地区へと続く。寧夏の応力場を詳しく知 ることが、太平洋とアジア大陸の相対運動とそれによる陸の地殻の応力場を知るために、大変重要であ ると私は考えている。 活断層という言葉は、最近ずれの運動をした断層に対して使われるが、この「最近」の定義が人によ って異なっている。日本では「最近」の期間をなるべく短くしようとする傾向がある。中国ではこの期 間は日本にくらべるとはるかに長い。第四紀層をまったく動かしていない断層であっても、第三紀層に ずれがあれば活断層に加えられている。第三紀層を断ち切った応力場と現在の地殻に作用している応力 場とは、私たちが西南日本の活断層を見ている限り、同じとは思えない。大地震を起す応力場を考える 時、応力場の時間的な変化を含めて現在の運動を明らかにしていくことが必要である。 寧夏の活断層図と、今回詳しく見ることのできた断層の露頭とを比べて、活断層といわれるもののう ちのいくつかは、第四紀に入って以来運動していないと考えてもよいということがわかった。今後、寧 夏地区で微小地震の観測などを実施しつつ、現在の応力場を詳しく調べて、活断層というものをもう一 度よく考えてみたい。 西北地区の地震学 寧夏回族自治区、新疆ウィグル自治区、西蔵(チベット)自治区、甘粛省、青海省、陜西省の地震を 調査・研究する人々は、西北地区の研究グループとして協力している。その成果は『西北地震学報』に 発表される。青海チベット高原や、その北の広大な砂漠地帯や、天山山脈での研究は困難をきわめる。 また、西北地区には古くから中国の中心であった西安・蘭州の地域を除いて歴史資料が少なく、活断層 と大地震のむすびつきを考えるための材料が乏しい。しかし、大陸の奥深くまで大規模な構造運動が見 られるこの地域は、これから地震学の興味の集中するところである。 西北地区を訪れた外国の研究者はまだほとんどいない。蘭州地震研究所でさえ、今回われわれが訪問 した時、初めての外国人の講演会です、といわれてびっくりした。黄河の洪水がやっとおさまったばか りの蘭州市は工業都市という印象が強かった。さらに天山山脈を越え、新疆ウィグル自治区のウルムチ 市でも、地震局の多くの人たちと交流を深めることができた。 新疆は面積160万平方キロ、人口1200万人のところに、地震台が25ヵ所ある。日本では4分 の1の面積に10倍の人が住み、10倍の観測点がある。地震局のスタッフたちとこのような数字を比 べて、相互に状況の違いを知り、これからの交流の発展を望んで意見を交換することができた。 今回の旅行は、国家地震局地質研究所のケ起東先生の招きで実現した。西北地区を詳しく案内してく れたのは、同研究所の汪一鵬先生と孫永華さんであった。汪氏は、中国のすみずみまで歩いて地震地質 学者として中国の構造運動を自らの眼で観察した人物である。その野外調査の豊富な経験とテクトニッ クスに対する深い理解に私は多くのことを学んだ。孫さんは、地質研究所の情報資料室の優秀なスタッ フである。きれいな中国語と専門用語をよどみなく翻訳する日本語の経験とで、われわれの交流の懸け 橋となってくれている。この原稿が印刷されれば、また、この部分も含めて正確に中国語に訳してくれ るにちがいない。