科学者たちは、北米全土の地殻変動による応力の大きさを示すこれまでで最も包括的な地図を作成し、地震に対して最も脆弱な地域を明らかにした。
本日ネイチャー・コミュニケーションズ誌に発表されたこの地図と関連研究は、大陸規模で作用している地下の力のダイナミックな変化を示している。
新研究の著者である米国地質調査所の博士研究員イェンス・エリック・ルンド・スニー氏とスタンフォード大学の地質物理学者マーク・ゾバック氏は論文の中で、これは「北米全域の相対的な主応力の大きさを包括的に捉えた初の研究」だと述べている。
この新しい地図には数千もの水平応力の方向が組み込まれており、大陸の地殻内の高圧帯の方向性が明らかになった。これにより、北米全域の地震ホットスポットを正確に特定することができた。
地質学者やその他の科学者は、この研究成果を様々なモデリング研究に活用できるだけでなく、地震リスクについて管轄区域に警告するという実用的な目的にも役立ちます。驚くべきことに、この新しい地図は地震発生地域を示すだけでなく、これらの地域で発生する可能性のある地震の種類も明らかにしています。
この地図は、これまで知られていた地震リスク（特にカリフォルニア州、ニューメキシコ州、テキサス州）を強調するだけでなく、人為的な活動、特に水圧破砕（オクラホマ州とテキサス州）によって地震が発生しやすくなった地域も含んでいます。この情報は、エネルギー会社に対し、特定地域での掘削の危険性を伝え、リスク軽減を図るために活用できる可能性があります。
「断層の方向と近傍の応力状態がわかれば、自然発生地震と産業活動に起因する地震の両方のシナリオにおいて、その断層がどの程度の確率で破壊されるか、そしてその断層を懸念すべきかどうかが分かります」と、ルンド・スニー氏はプレスリリースで説明した。「これまでに発表された地質力学モデルが新しいデータと非常によく一致する箇所と、全く一致しない箇所をいくつか詳細に示しました。」
この地図を作成するために、研究者たちは北米全土で2,000以上の応力方向データを蓄積しました。そのうち300は新たなデータです。これらの測定は、地球物理学的分析のために地中に掘削された細長い坑道であるボーリングホールから行われました。また、研究者たちは、地域における過去の地震履歴に基づいて断層を評価しました。これにより、地域レベルだけでなく、北米大陸全体の地震状況を非常に詳細に把握することができました。
地図を見ると、黒い線は水平応力が最大となる領域を示し、黒い矢印はプレートの方向を示しています。色は特定の地域における断層運動の様式を表しており、青みがかった領域は正断層運動（地殻が水平方向に伸びる）、緑がかった黄色の領域は横ずれ断層運動（地殻が水平方向に移動する垂直断層）、赤みがかった領域は逆断層運動（断層が別の断層の上に重なり合う）を示しています。
スタンフォード大学の土木環境工学教授ジャック・ベイカー氏がプレスリリースで指摘したように、それぞれの断層スタイルは地震の際に独特の揺れを生み出し、この地図のもう一つの貴重な側面を浮き彫りにしている。
「現在、ほとんどの地域で、私たちが作成しているハザードマップでは、どのような地震メカニズムが発生する可能性があるのか、直接的な証拠は得られていません」と、今回の研究には関与していないベイカー氏は述べた。「あらゆる可能性を盲目的に想定していた状態から、地域ごとにどのような種類の地震が発生する可能性があるのかを推測できるようになったのは、非常に喜ばしいことです。」
新たな研究はすでにいくつかの興味深い発見をもたらしている。例えば米国西部では、数十マイルという短い距離にわたって、応力の種類と方向の顕著な変化が見られた。これは、これまでの地図では明らかにされていなかったレベルの詳細な変化である。
https://gizmodo.com/magnetic-clues-in-australian-rocks-suggest-plate-tecton-1843003975
もう一つの驚くべき発見は、大陸全体で見られる反発応力が比較的低いことと関係しています。約2万年から1万2000年前の最終氷期末に巨大な氷床が融解した際、蓄積されていた大量の地震エネルギーが解放されました。このプロセスは現在も続いています。少なくとも科学者たちはそう考えていました。今回の新たな研究は、後氷期の反発応力が断層沿いの地殻に見られるものよりも低いことを示しています。
「私たちはこれまで見たことのない、地質学的な説明を必要とするものを目にしています」とゾバック氏は述べた。「これは地球の仕組みについて新たなことを教えてくれるでしょう。」
