なぜ超低角断層で超巨大地震が起きるのかー沈み込み帯のプレート境界と応力場の関係ー

2026-07-02 東京大学

東京大学と海洋研究開発機構(JAMSTEC)の研究グループは、沈み込み帯で発生するマグニチュード9級の超巨大地震が、断層傾斜角20度以下の「超低角断層」で起こりやすい理由を明らかにした。世界の地震データベース(Global CMT)を解析した結果、断層傾斜角が小さいほど地震規模分布を表すGutenberg-Richter則のb値が低くなり、小規模地震が超巨大地震へ発展する確率が著しく高いことを発見した。例えば、傾斜10度の断層では40度の断層よりM9級へ巨大化する確率が60倍以上高いと推定された。さらに、応力場と断層面の向きの関係を解析し、プレート沈み込みに伴う応力方向の周期的変化が超低角断層で巨大破壊を誘発する仕組みを力学モデルで説明した。本成果は、従来の最大地震規模に基づく評価に代わり、断層形状と応力状態を考慮した物理的根拠に基づく地震発生確率評価を可能にし、南海トラフや北海道・東北沖などの巨大地震リスク評価や防災対策の高度化に貢献すると期待される。

なぜ超低角断層で超巨大地震が起きるのかー沈み込み帯のプレート境界と応力場の関係ー
図2:(左)傾斜角(色は右図参照)で区分した地震の規模別累積発生率。この傾きが緩やか(b値小)だと地震は巨大化しやすい。(右)傾斜角ごとのb値の大きさ。水平バーは推定区間、鉛直バーは標準誤差を表す。

<関連情報>

超低角度断層は巨大地震を引き起こす Ultralow-angle faults produce giant earthquakes

Satoshi Ide, Mikito Furuichi, and Dye S. K. Sato
Science Advances  Published:1 Jul 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aee3921

Abstract

What controls the occurrence of giant earthquakes remains a central question in seismology. We reveal a notably simple—but previously overlooked—relationship between earthquake size and fault dip in subduction zones. Global earthquake statistics show a robust dependence of earthquake size on fault dip, with the probability of extreme events peaking on ultralow-angle faults. Through three case studies, we demonstrate that earthquakes tend to grow larger when the fault geometry is aligned with the regional stress field. We further discuss how such favorable stress configurations are generated along subduction interfaces and emphasize the critical importance of monitoring the temporal evolution of stress in subduction zones to better forecast future megaearthquakes.

1702地球物理及び地球化学
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