東日本大震災の地震波が地球核で反射し島を移動させたことを解明(Powerful Seismic Waves From Japan’s 2011 Earthquake Struck Earth’s Core and Bounced Back)

2026-06-18 シカゴ大学(UChicago)

米国シカゴ大学の研究チームは、2011年の東北地方太平洋沖地震(M9.0~9.1)が発生させた極めて強力な地震波が地球内部を貫通し、液体の外核付近で反射して再び地表へ戻る現象を詳細に観測した。研究では、地震発生から約20分後に日本で記録された特殊な地震波を解析し、通常は検出が難しい「PKP波」などのコア通過波が、地球中心部近くで反射・散乱した後に再び日本列島へ到達したことを明らかにした。これらの波は地球内部の構造や物質特性に関する情報を含んでおり、研究チームは高密度地震観測網のデータを用いて、その伝播経路を精密に再構築した。その結果、地震波が外核とマントルの境界付近で複雑な挙動を示すことが判明し、地球深部の不均質構造を探る新たな手法として有望であることが示された。本研究は、巨大地震を天然の「探査信号源」として活用し、直接観測が不可能な地球深部の構造解明を進めるものであり、地球内部ダイナミクスの理解向上に貢献すると期待される。

東日本大震災の地震波が地球核で反射し島を移動させたことを解明(Powerful Seismic Waves From Japan’s 2011 Earthquake Struck Earth’s Core and Bounced Back)
Japan rests at the intersection of four different tectonic plates.Illustration by K. Cantner/American Geosciences Institute

<関連情報>

2011年東北地方太平洋沖地震(Mw9.0)後の巨大断層境界面におけるScS誘発滑り ScS-triggered slip on megathrust interfaces after the 2011 MW 9.0 Tohoku-Oki earthquake

Sunyoung Park, Hiroo Kanamori, and Luis Rivera
Science  Published:18 Jun 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.aec4190

Editor’s summary

Large earthquakes are often followed by events that cause additional slip and ground motion, which can be related to the mainshock or its aftershocks. Using satellite data to study the 2011 moment magnitude 9.0 Tohoku-Oki earthquake, Park et al. instead detected an eastward, step-like shift across Japan about 13 minutes after the mainshock and unrelated to any aftershocks. The motion corresponded with arrival of an ScS waveform, a shear phase that had reflected off of Earth’s core. The earthquake’s power returned in this wave, having traveled thousands of hard kilometers to reactivate plate boundaries and move Japan. —Angela Hessler

Abstract

We report an extraordinary observation of ground motion in Japan after the moment magnitude (MW) 9.0 2011 Tohoku-Oki earthquake attributed to a multiplate-interface slip event triggered by shear wave that traveled to the Earth’s core and back. The megathrust earthquake generated a strong ScS phase with a peak-to-peak amplitude exceeding 1 centimeter in Japan. Superposed on this waveform, an eastward steplike displacement of up to 5 to 6 millimeters was recorded in Global Navigation Satellite System (GNSS) data throughout Japan. This likely originated from slip on the megathrust interfaces triggered by the nearly simultaneous arrival of the ScS wave across Japan. Such an ScS triggering is a previously unrecognized source of seismic hazard, which can potentially (re)activate the mainshock area and the broader surrounding megathrust interfaces.

1702地球物理及び地球化学
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