数センチの地殻変動も測定　東北大などGPSで海底監視

海上保安庁や東北大学など官学の機関が巨大地震を引き起こす地殻変動をとらえるため、海底観測の精度向上に力を入れている。全地球測位システム（GPS）や高性能水圧計の技術を応用すれば、数センチメートルの微小変動も測定可能で、東日本大震災では海底が大きく変化したことを突き止めた。観測点を増やせば、地震発生のメカニズム解明だけでなく、近い将来高い確率で起きるとされる東海、東南海地震の予測にも役立つかもしれないと期待される。

■基地局の設置偏る

海上保安庁、東北大、名古屋大学のグループはGPSを応用して2000年ごろから本格的な観測を始めた。GPSで位置を特定した船から海底基地局へ音波を発信、跳ね返ってくるまでの時間から距離を割り出す。船を動かしながら測定を繰り返す。海底の観測精度は当初の1メートル程度から数センチに「飛躍的に高まった」（海上保安庁海洋情報部の佐藤まりこ主任研究官）。

東日本大震災の引き金となった海側の太平洋プレートのもぐりこみで、陸側の北米プレートは西に年間約8センチ動いたことが分かっていた。震災後、北米プレート上の深さ約3200メートルの海底が東に約30メートルずれていた。また、宮城県沖の南北約70キロメートルにわたる海底が20メートル以上移動していた。計算機によるシミュレーションの結果と一致した。

海底基地局は東北沖から東海、東南海地震の想定震源域の紀伊半島沖まで計30カ所に設置済み。ただ東北沖では約100キロに1基しかなく余震などを調べるうえでもデータ量は不十分だという。

一方、海洋研究開発機構のグループは高性能水圧計を使い紀伊半島沖、北海道十勝沖などの観測を強化している。地震計と組み合わせて地震波や津波による水圧変動をとらえ、光ケーブルでデータを気象庁にリアルタイムで送る。震源によってはすでに緊急地震速報にも活用されている。

■地震予測に期待

10年12月に起きた父島沖のマグニチュード（M）7.4の地震では、わずか1センチの津波も検知できた。東日本大震災でも長さ450キロに及ぶ津波の波源域を突き止めた。10年度から紀伊半島沖から四国沖までに観測域を拡大する計画が始まっており、東海、東南海地震の仕組みの把握を目指している。

海底は陸上に比べて変動を起こす地殻に近いため、わずかな動きや前兆をとらえやすいとされる。ただ機器設置に手間とコストがかかり、観測網の強化が遅れている。