「都市問題研究」原稿 １９９６．１１．１１
おいけ かずお
尾池和夫
（京都大学大学院理学研究科教授）
１．都市と地震
西南日本内帯では、大規模な内陸地震は、ほとんど大都市に起こると私は思っている。しかも、今後の大地震は歴史の中で大震災を経験していない都市直下に起こる。１９４３年鳥取地震、１９４８年福井地震、１９９５年兵庫県南部地震、これらもみな県庁所在地の直下に起こり、直上の都市に大震災をもたらした。いずれの都市もそれまで歴史の中では直下の大地震が知られていなかった。１９９５年兵庫県南部地震の直後から「まさか神戸に大地震が起こるとは思いもよらなかった」という声をよく聞いた。この声ほど、市民の認識と私の認識の差の大きいことを感じさせるものは、他にないと思っている。
また、西日本でなくても、一般的に日本の都市は平野部に発達するから、震源断層が１００キロも離れていたとしても、地盤の液状化などで大きな震災がある。さらに、強震動がそれほど強くなくても、火災を起こせば２次災害が拡大する。
なぜ、西日本の大地震は大都市に起こるのか。その仕組みをまず述べたい。そして、大阪市や京都市などが、１９９５年度から実施している活断層や地震の調査の結果を踏まえて、京阪神を中心とする都市と地震の関連を考察したい。
日本の浅い大地震は、プレート境界での海のプレートの沈み込み運動によるマグニチュード８クラスの巨大地震と活断層帯のマグニチュード７クラスの大規模地震である。
日本海溝や南海トラフのプレート境界では、数十年から１５０年に一度というような頻度で同じ所が活動する巨大地震の繰り返しがある。琉球海溝などもそのようなプレート境界である。北アメリカプレートとユーラシアプレートの境界が富山湾から糸魚川ー静岡構造線に沿って上陸していると考えられており、ここが日本列島の本州弧の連結部になっている。このプレート境界に沿って、活動度は南海トラフほどではないが、１９６４年新潟地震や、１９８３年日本海中部地震、１９９３年北海道南西沖地震のような大規模な地震が発生する。
一方、陸地では活断層帯を動かす大地震が起こるが、同じ活断層帯では数百年から数千年に一度というような頻度で大地震が起こる。北陸および近畿の中北部など、中央構造線より北側で、糸魚川－静岡構造線よりも西の地域は、地質構造からは西南日本内帯と呼ばれ、とくに活断層が密集して分布している。活断層の運動のうちの上下変動が、この地域に大きな平野や盆地を発達させた。その平野や盆地に都が置かれ大都市が発達してきた。したがってこの地域では、活断層帯を動かす大規模地震が大都市の直下に起こるのである。中央構造線よりも南部は西南日本外帯と呼ばれ、陸に活断層はほとんどなく、地形的には広大な山地を形成している。
このように、日本は大規模地震の起こる条件がそろっており、ほぼ全国的に大規模地震の発生する地域の上か近くに都市ができているといえる。さらに、マグニチュード６クラスの地震は、日本列島のような変動帯では、プレート境界や活断層とは関係なく、どこにでも起こる自然現象であり、この程度の地震でも局所的には被害を出すことがある。したがって、日本のどこにいても、地震に備えることは生活の基本の一つであるといえる。
２．日本の地震の歴史
京阪神と周辺の地域には約１５００年の地震に関する歴史資料があり、地震に関する記載が長期間にわたって連続して存在する。この地域の特定の地震に関連する資料や調査研究の成果はいくつか出版されているが、すべての地震を系統的に収集したものはない。京都市や大阪市では、防災対策に史料を活用するため、過去の地震および地震にともなう自然現象や震災に関する記載を収集整理して、現在データベースを作成しつつある。
１８９１（明治２４）年の濃尾地震をきっかけに、翌年、震災予防調査会が発足した。その仕事の一つに日本の地震史を編集する仕事があった。田山実がこの仕事を受け持ち、「日本地震資料目録」を１８９９年に、続いて１９０３年には、１２０１ページからなる「大日本地震史料」をまとめた。これらには４１６から１８６５年までの地震に関する原典が掲載されている。
しばらくたって、武者金吉が地震史料の収集を行い、１９４１年から１９４３年にかけて「増訂大日本地震史料」全３巻を出版した。謄写版刷りの本であった。その続きの第４巻は１９５１年、毎日学術奨励金で刊行され、これで全部で４０００ページほどの原史料がまとめて読めることになった。
次いで宇佐美龍夫が１９７３年ころから古文書の収集を始め、その成果は１９８１年から１９９４年までに、全２１冊、総計１６８１２ページの「新収日本地震史料」として東京大学地震研究所から刊行された。これには、新しく収集された史料に、上記の田山実や武者金吉の収集した地震も年月日と場所の情報が加えられていて、それらが時刻順に掲載されているので使いやすい。現在も都司嘉宣らによって収集と編集が続けられている。
これらの史料のおかげで日本の地震活動の様子が約１５００年前から長期間にわたってわかり、日本の地震の起こる仕組みを考える上で貴重な情報が提供されることとなった。
京都市の事業として、私が編集した「京都とその周辺地域の有感地震データベース」の中の主な地震の表では、京都、大阪、奈良、滋賀、兵庫の地域に発生した被害地震あるいはこれらの地域でも被害を出したり、強く揺れた大規模地震の記事をいろいろの資料から編集してある。このデータベースから近畿中部と周辺地域では、マグニチュード６以上の地震がどの時代にもほぼ同じような頻度で起こっていることがわかり、その頻度は平均するとほぼ３５年に１回の割合で起こることになる。
また、京都市の調査では、古文書に書き残された有感地震をすべて収集したデータベースを作成しており、このデータから内陸の活断層帯の有感地震データが４１６年以来の長期間にわたって解析できるようになった。このデータも地震活動の長期的変化の特徴を把握するのにきわめて重要な資料となる。
歴史資料に見られる最初の南海トラフの地震は、６８４年１１月２９日（天武１３年１０月１４日）の、マグニチュード８．３の地震で、土佐その他南海・東海・西海地方に被害があった。
７３４年５月１８日（天平６年４月７日）には、畿内・七道諸国に被害があり、民家倒潰して圧死が多く、山崩れ、川塞ぎ、地割れが無数に生じた、という記録があるが、このような古い地震では、震源がどこであったか、まだよくわからないものも多い。
内陸の活断層帯の地震の中で古いものには、例えば、１５９６年９月５日（慶長元年閏７月１３日）の地震がある。最近の調査で、この地震は有馬－高槻構造線の活断層帯で起こったことがわかった。１６６２年６月１６日（寛文２年５月１日）の地震でも、琵琶湖の西側を中心に被害が大きかった。１８５４年７月９日（安政元年６月１５日）の伊賀上野地震も内陸の活断層帯の地震である。１９９５年兵庫県南部地震は、このような内陸の活断層帯を動かす地震の典型的な例といえる。
近畿地方に被害を及ぼした地震には、４つのタイプがある。第１は、内陸の活断層帯に発生したマグニチュード７クラスの地震であり、強震動による震災が広域に発生し、震災の規模が大きい。第２は、南海トラフに発生するマグニチュード８クラスの巨大地震であり、近畿地方の南側ほど強震動による被害が大きく、西日本の太平洋沿岸全域に津波による被害が発生する。第３は、遠方の地震による津波の被害で、日本海側には日本海東縁部のプレート境界付近に発生した地震による津波があり、太平洋側には南アメリカのチリなどに発生した巨大地震による津波の被害の例もある。
南海トラフの巨大地震は、東海道から南海道の沖で、ほぼ１００～１５０年に１度くらいの頻度で発生する。最近では、１９４４年の東南海地震と１９４６年南海地震がその例であり、その１つ前は１８５４年の３２時間おいて発生した安政東海地震及び安政南海地震であった。
３．震災の軽減
地震が発生するとさまざまの種類の災害が起こるが、２次的なものを除くと、主なものは５つである。（１）活動した活断層をまたぐ構造物が壊れる。（２）強震動で弱い構造物が壊れる。（３）強震動で斜面などの地盤が崩壊する。
（４）地盤の液状化が発生して被害が生じる。（５）津波が発生して被害が生じる。
これらのすべてが、どこにでも起こるわけではないから、その地域ごとに関連する種類の被害に関して、発生の可能性のある地震を想定し、地下構造を調査した結果を用いて、被害の程度の地域的分布を予測して対策を立てることが大切である。想定の精度を上げるためには、調査の精度を上げることが重要であり、しかもそれには予算と時間と人材が必要である。防災対策は急ぐ必要があるとしても、応急的に計画された対策は、常に新しい情報をもとに見直すことを忘れてはならない。
大阪を例にして地域の特徴を見てみることとする。大阪府は北側に有馬－高槻構造線活断層系があり、東側に生駒山麓の活断層系、南側に中央構造線活断層系、西側に大阪湾活断層系があり、さらに大阪市域の直下には上町断層系がある。これらの活断層系の運動によって広大な大阪平野が形成されており、この運動は今後とも継続する。
これらの大規模な活断層系にはマグニチュード７以上の大地震が発生するが、大阪付近の活断層系のうち、有馬－高槻構造線活断層系は、最近の調査で１５９６年の大地震を起こしたことが判明したので、次の大地震は数百年以上先になると考えられる。その他の活断層系に関する活動履歴はまだよくわかっていないが、とくに中央構造線の紀伊半島西部の部分は、活動度の高い活断層であるにも関わらず、長期間動いていない可能性が高い。
大阪平野には厚い堆積層があるために、その下に上町断層や汐見橋撓曲が存在することが反射法探査などで確認されているが、その他にも未発見の活断層がある可能性があり、かつ、それらの活断層帯の活動履歴がわだよくわかっていない。念仏寺山断層、上町断層、長居断層などは、大阪平野の直下にあり、活動履歴がよくわかっていない。、また汐見橋撓曲なども活動度の高い活断層系である可能性があり、今後さらに調査が必要である。大阪湾断層は規模の大きな活断層であるが、その活動履歴がよくわかっていない。
また、大阪平野には、やや遠い地震による地盤の液状化の履歴があり、このような場所では将来の地震によっても再液状化を起こす可能性が高い。
それぞれの場所で、どこに震源断層が想定され、どのような揺れがあるかを理論計算し、その結果をもとに対策を考えていくような方式を、今後の震災対策の基本とする必要がある。大阪市の今進めている事業は、このような理論的予測をもとにした初めての震災対策として注目されている。
４．これから起こる地震
史料の分析によって、南海トラフのプレート境界に発生した巨大地震は、東海沖から南海沖に数年以内に起こった地震を一組の活動と見なすと、６８４年から１９４６年までに９回数えられている。この繰り返し発生する巨大地震は、多くの研究者によってその仕組みが考えられてきた。
考古学の遺跡から見つかった噴砂の年代などから、史料からは未発見の南海トラフの活動があった可能性が示唆されている。考古学遺跡の地震の痕跡から推定すると、１０９９年の南海トラフの地震と１３６１年の南海トラフの地震の間に1つ、史料から見つかっていない南海地震が推定されており、これを含めると、６８４年以来１０回の南海トラフの巨大地震が今までに発生したことになる。
西南日本内帯の活断層帯の地震活動は、南海トラフの巨大地震の発生時期近くに活発化するということが指摘されている。南海トラフの巨大地震の５０年前から１０年後までの内帯の地震は、同じ地域のその他の期間に比べて約４倍になる。また、活動期と活動期の間の静穏期の時間の長さが、南海トラフの巨大地震発生間隔に関係している。
このような西南日本内帯に見られる地震活動期の地震の時間分布の統計モデルを求め、それと気象庁の最近の地震データをもとに次の南海トラフの巨大地震の発生時期を予測すると、２１世紀前半の２０４０年頃となる。
南海トラフの巨大地震は、活動期のたびに必らず発生する。一方、内陸の活断層帯の大規模地震は、一つの活断層帯に関して見れば、数百年から数千年の時間間隔をおいて発生するから、少なくとも、過去数回の活動期に大規模地震が発生しなかった活断層帯の中に、次の活動期の大規模地震が起こる可能性の大きいものが含まれているということになる。
西南日本の中央構造線よりも北の内帯には、最近大地震が起こっていなかったので大地震の候補地が多い。数百年以上動いていない活断層はみな次の地震の候補地である可能性がある。こういう状態の所に一つ大規模な地震が起こると、２０世紀前半を中心とする前回の活動期中に山陰から北陸地域に見られたように、隣接する活断層帯で連鎖反応的に次々と地震が起こる場合が多い。
１９１６年から１９４１年の明石海峡付近の一連の中小規模の地震は、西南日本内帯の前回の地震活動期に起こっている。このことは、１９９５年兵庫県南部地震の本震の破壊が開始する場所で、この地域の前回の地震活動期の間に、すでに小規模な破壊が始っていたことを意味している。前回の活動期にはそれが十分成長しないまま静穏期を迎え、今回の活動期の始まりとともに、一挙に六甲・淡路活断層帯の大規模地震に成長したと考えられる。
現時点で、余震とはいえない中小規模の地震が集中している活断層帯は、山崎断層、花折断層、三峠断層、中央構造線の和歌山県側、伊勢湾断層、養老断層などがあげられる。それらのどれに今回の活動期の地震が起こるか、またいつ起こるかはわからないが、活動履歴の調査から安全が確認されるまでは、いつ地震が起こってもいいように用意しておくことが防災対策の基本であろう。
５．必要な基礎研究の展開
地震予知の基礎研究、強震動の研究、地震発生の物理、地震工学、社会心理学など、震災を軽減するためには、広い分野の基礎研究の進展が必要である。ここでは、それらの中で特に強震動の研究について述べる。
大規模地震にともない強震動が発生する。これは自然現象である。強震動によって震災が発生する。震災を軽減するためには、強震動の観測記録に基づく研究が不可欠である。強震観測の目的は、大規模地震の震源断層の物理学的性状を動的に明らかにし、地盤の強震動入力による応答特性を把握し、強震動による構造物の応答特性を把握し、大規模地震の発生の直後に迅速な被害予測を行うことなどである。これらのそれぞれの目的に応じて強震観測の手法はそれぞれ異なるため、単に強震計の空間的配置だけで既存の観測網の評価をしてはならない。地震動は、震源断層の挙動、地震波の伝播経路の特性、表層地盤の応答特性などによって支配される。震源断層の性状を動的に把握するためには、できるだけ基盤の岩盤に固定した強震計の記録が必要である。
このような観測網によって地震発生後ただちに震源断層の物理的性質を示す各種のパラメータが計算され、地震動に関連するあらゆる分野の研究と震災軽減の技術に応用されることになる。また、海域の地震の際には津波の予測に基本的な情報を提供することができる。
基盤から表層に入力した地震波は、地層の構造の影響を著しく受けて、局所的にきわめて大きな振幅の加速度や速度波形を示すことがある。また強震動の特徴も地下構造によって多様であり例外的に上下動が大きい場合もある。震災の軽減を目的とする強震動による地盤の応答特性の研究には、あらゆる種類の地下構造や地形を対象としたきわめて密度の高い強震計の観測網が必要である。また地盤の液状化のメカニズムを明らかにするには、特に軟弱地盤の存在する地域で基盤を含めた３次元的群列観測が必要である。
強震動記録を用いる研究の進展には、過去の大規模地震の際に公的機関および民間企業によって得られた記録がすべて提供されることが望ましい。大規模地震は発生頻度の少ない自然現象であり、震源の近傍に近代的な観測網が存在する機会はさらに少ない。したがって過去に得られた強震記録はきわめて貴重で、世界の人々の共通の財産であると考えるべきであり、これらのディジタル記録が研究者に自由に利用されるよう公的機関によるデータベースの整備が必要である。
大規模地震が発生した直後には、マグニチュード６以上の余震が発生する場合が多い。震源近傍に強震計を高い密度で配置して観測を行うことが、震源断層と地盤特性の基礎研究の進展に、効率よくかつ大きく貢献する。そのためには強震計を常備した移動観測班を大学など研究機関に置き、各地の本震発生後ただちに臨時観測を開始できる体制を整備する必要がある。
６．市民のための地震情報
活断層地域で都市ごとに地下構造を調べ、活断層の活動履歴を把握する努力をして、その調査結果を市民によく知らせておくことが必要だと、私はかねてから考えている。自治体が活断層などの調査を行った例としては、１９７４年１１月３０日に神戸市が発行した「神戸と地震」という４８ページの報告書が最初の本格的なものであったと思う。活断層の存在などはかなり的確に指摘されていた。
この報告書では神戸に予想される地震動を以下のようにあげている。「活断層群の実在するこの地域で、将来都市直下型の大地震が発生する可能性はあり、その時には断層付近でキ裂・変位がおこり、壊滅的な被害を受けることは間違いない。」「神戸市域に至近のところで大地震が発生した場合も、その影響は大きいと考えられる。」「南海域に震源をもつ巨大地震の際、神戸市域は震度Ⅳ～Ⅴとなり、直下型や至近の地域の大地震ほどの被害は出ないが、山腹斜面の断層破砕帯の一部で地盤崩壊が考えられる。」
１９９５年兵庫県南部地震は、上記３つのうちの第１番目に相当するものであった。この地震の発生によって西隣の山崎断層の活動は加速されたと思われるが、将来発生する山崎断層の大規模地震は第２番目に相当し、さらに第３番目に相当する南海トラフの巨大地震は２１世紀前半には、ほぼ確実に起こると考えられている。
１９７４年の神戸市の報告書の最後は「今後の地震対策調査には、充分な組織と調査期間が必要であることを付記して稿を終る」と結ばれている。活断層などの調査は、その後も研究者たちによって進められ、多くの知見が得られてはいたが、行政としての神戸市の調査と震災対策は、この報告書のあと進展を見なかった。
１９７４年の神戸市の報告書の内容は充実したものであり、神戸新聞の一面トップにそのことが報道されはしたが、その内容は市民に十分役立つ情報としては伝わっていなかった。
地震災害や津波災害は、大地震が起こるたびにまったく同じように出現することはなく、現象は個性を持っている。繰り返し時間間隔の比較的短い、南海トラフのようなプレート境界の巨大地震に関しては、過去数回の事例があり、大局的には同じような現象が起こっているとしても、例えば各地の津波の波高が異なっている場合が多い。内陸の活断層帯は大規模地震の繰り返し時間が、短い場合でも数百年であり、同じ断層帯で繰り返し起こった過去の大地震の記録はほとんどの場合に存在しないから、過去の同じ活断層帯の大規模地震の事例を探して学ぶことはできない。
災害の質や規模を支配する社会構造も急激に変化しており、その点から考えても同じ場所での災害の様相の再現性は低い。したがって、史料は過去の事例を知るためだけに終わることなく、現象の発生する仕組みを一般化して理解するための研究資料として活かしていくことが重要である。
一方、例えば、震源断層から比較的遠い地域にも発生する地盤の液状化の場合には、同じ場所で再液状化することが多いこともわかっており、過去の震災の地域的特徴を把握して、地下構造などの研究を進めておくことが震災対策のために重要となる場合がある。
調査結果は、次の大地震の際の震災軽減に役立てなければならないが、そのためには、その分析結果を広く市民に知ってもらうことが必要である。一般に、学術研究の成果が市民の知識として普及するには数十年の歳月が必要であるが、次の大地震の震災軽減のためには研究成果が自然に普及するのを待っていては間に合わない。震災の軽減に直接関係する知識となる研究成果が短期間に市民の知識になるように、正確かつ迅速に普及する方法も、調査や研究と同時に考えていかなけらばならない。
一冊の報告書や一回の新聞記事では、地震の基礎知識が市民に普及しないことは、上に述べた神戸の例からも明らかである。大地震のような日本の国土全般にわたる基本情報は、国に「地震庁」あるいは「地震火山庁」を設置して、調査と広報をしつづけることによって、その内容を市民のものにすることが必要である。