2023年トルコの壊滅的な地震の背後にある予期せぬ物理学

カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所の研究者らによる新しい研究は、2023年2月6日にトルコとシリアを襲ったほぼ同じ強さの2つの致命的な地震の複雑さを解明するために学際的なアプローチを使用している。

本日サイエンス誌に掲載されたこの研究では、それぞれマグニチュード 7.8 と 7.7 で測定された 2 つの地震のそれぞれに、揺れをさらに破壊的にする予期せぬ要素が積み重なっていたことが判明した。

「地震は既知の断層で発生しており、この意味では予想されていたことだ」と論文の共著者であるスクリップスの地球物理学者ユーリ・フィアルコ氏は述べた。 「予想外だったのはその規模で、同じ断層で起きた過去の既知の地震よりもはるかに大きかった。 このようなことが起こったのは、これらの地震が、起こるはずのない予期せぬことをたくさん引き起こしたからです。」

2 つの地震のうち最初の地震は、通常は伝播する破壊に対する障壁として機能すると予想されるさまざまな断層の曲がりや接合部を突き破る、ありそうもない破壊の「カスケード」により強度が増大しました。 また、2回目の揺れは、スーパーせん断破壊と呼ばれる予期せぬ現象により、さらなる衝撃を与えた。この現象では、地震せん断波が地殻を伝わるよりも速く断層が破壊され、地震の破壊力を増幅させるソニックブームのような効果が生じる。

フィアルコ氏はまた、これらの地震の奇妙で珍しい側面を列挙することで、この調査結果は、世界中の地震対策計画に同様に稀な、または極端な現象の可能性を含める必要性を強調していると述べた。 特に、まれではあるが可能性のあるシナリオを組み込むことは、カリフォルニア州のサンアンドレアス断層付近の地域で貴重な演習となるだろうと同氏は述べた。サンアンドレアス断層は、これら2つの地震を引き起こした東アナトリア断層系と構造的に類似した断層系であると述べた。

カリフォルニアと同様、トルコも地震大国です。 ユーラシア、アラビア、アナトリアのプレートが交わる複雑な一連の横ずれ断層の真ん中に位置しています。 アラビアプレートはユーラシアプレートに向かって北上しており、トルコ全土とアナトリアプレートが両者の間に挟まれています。

「最も単純な例えはスイカの種です」とフィアルコ氏は言う。 「それらは滑りやすく、指で握ると一方向に飛び出ようとします。 アナトリアプレートの両側に圧縮があり、2本の指の間にあるスイカの種のように西方向に飛び出しようとしています。」

これらの構造境界に沿って、下にあるプレートが地下約 20 km (12 マイル) の深さで滑り続けるときに摩擦と締め付け圧力によって両側が動かなくなると、断層に沿った地殻の岩石の上層に応力が蓄積する可能性があります。 地震は、蓄積された応力が最終的に上部地殻に作用する摩擦と締め付け圧力を克服し、深部で発生する地殻変動に追いつくために断層の両側が突然激しく滑り落ちるときに発生します。

これは、1138 年にシリアの都市アレッポを破壊した地震から、1999 年にトルコの都市イズミットを襲った地震に至るまで、トルコ周辺地域が大規模で致命的な地震の長い歴史を持っていることを意味します。

スクリップスの研究者らは、トルコとシリア全土で5万人以上の命を奪ったこの壊滅的な地震現象を引き起こしたプロセスをより深く理解することを期待して、発生直後から2023年の地震の研究を開始した。 国立科学財団、NASA、米国地質調査所、セシル・アンド・アイダ・グリーン財団、欧州連合のホライズン2020研究革新プログラムはすべて、この研究の資金提供に貢献した。

地震の最も明らかに珍しい特徴は、その規模が事実上同一であることであり、これを認識するために多くの分析を必要としませんでした。 最初の揺れから約9時間後に起きた2回目の揺れは、厳密に言えば余震ではなく、むしろ地震学者にダブレットとして知られている地震、つまり比較的短期間内に発生する同様の規模の2つの地震の第2幕であった。