宍仓正展

（日本产业技术综合研究所活断层·地震研究中心）

根据海啸堆积物研究869年贞观地震和2011年东北地方太平洋近海地震

宍仓正展

（日本产业技术综合研究所活断层·地震研究中心）

引言

2011年东北地方太平洋近海地震对众多地震学者来说，是一个令其观念发生极大改变的重大事件。特别是，位于这次破坏区域范围内的日本海沟南部的板块边界，是一个迄今为止几乎未知有发生过超过M 8大地震的地方，所以，这里不会发生大地震的观念也改变了。但是另一方面，很早以前大家都知道，宫城县或福岛县沿岸以往发生伴有特大海啸的地震的可能性很高。这次地震发生后，人们经常提到869年的贞观地震，认为贞观地震与这次地震很像。本文想说明一下这次地震之前发生了什么？贞观地震与这次地震有何类似之处等问题。

1 869年贞观地震

869年贞观地震是记载于六国史之一的日本三代实录中的地震。当时记载，贞观11年5月26日（太阳历869年7月9日），陆奥国（即现在的福岛、宫城、岩手、青森四县）大晃，很多房屋倒塌，海啸逼临城下，一片汪洋等。这里所说的城下，很可能就是当时的国府多贺城。从多贺城看去，仙台平原已成一片汪洋的样子。这样来看，与这次地震造成的海啸情况是很相似的。

这个历史上的贞观地震从古代就尽人皆知。但实际上它是一个怎样的地震呢？破裂区域在哪里？有多大规模？除了古书记载外，在这里我们试图根据地层记录下的海啸痕迹（海啸堆积物），来寻找贞观地震的证据。这种尝试大约是从20年前开始的[1－2]。在2005年至2009年进行的文部科学省的“关于宫城近海地震的重点调查观测”项目中，产业技术综合研究所和东北大学等开展的海啸堆积物调查，搞清了贞观地震的海啸淹没范围，在仙台平原、石卷平原，从当时的海岸线到内陆3～4 km内，分布着海啸堆积物（图1）[35]。我们把海啸堆积物分布区假设表示为淹没区，与在计算机上模拟发生海啸的淹没区的计算结果进行比较。通过几个模式反复研究了设想海上怎样的断层最为合适的问题，其结果显示，在宫城县至福岛县之间的板块边界长200 km以上、宽100 km以上的断层滑动7m以上时，可以再现淹没区，推定矩震级为8.4以上（图2）[67]。这些都是在2011年3月11日地震之前推断的贞观地震的地震图像。

图1 仙台平原869年贞观地震造成的海啸堆积物分布（左）和挖掘调查的情况（右上）以及获得的地质标本（右下）

根据堆积物调查，还探明了过去特大海啸的重复性[8]，确认广泛存在着在贞观地震之前的至少有2层，其后也有至少1层的海啸堆积物，即在过去的约2 500年间，包括贞观地震在内，至少有4次特大海啸淹没过仙台或石卷平原。历史上能与这次地震作对比的，只有869年的贞观地震。但当我们进行了详细的各事件的年代测定后认为，复发间隔在450～800年。所有滑动事件是否在同一破裂区域发生的情况还不太清楚，但至少明确了贞观地震和这次之前，根据福岛县南相马市获得的样本化石分析，都伴有同样的环境变化，有可能是同一类型的地震。虽然贞观地震后的海啸源区等还没搞清楚，但无论如何，我们根据室町时代发生的地震复发间隔，知道了下一次伴有特大海啸的地震不管何时发生也没什么奇怪的。

2 与2011年东北地方太平洋近海地震的比较

众所周知，东北地方太平洋近海地震的震源区为，从三陆近海至茨城县近海之间，沿日本海沟的板块边界长约500 km，宽约200 km的范围。关于滑动量有各种观测分析结果，但最大的是数十米，震级为9.0。将其与上述贞观地震的断层模式进行简单比较的话，长度和宽度都是贞观地震的倍数，滑动量也在数倍以上，震级更是大得多，也就是说贞观地震规模远比这次地震规模小得多。但值得注意的是，我们目前知道的贞观地震的震源模式，毕竟只是根据仙台·石卷平原和福岛县沿岸的海啸堆积物的调查结果得出的。如果今后在三陆海岸或茨城县沿岸发现贞观地震的海啸堆积物的话，则其分布范围扩大，其相应的断层模式也将扩大，断层有可能分别延伸到三陆近海和茨城县近海，长度可能接近这次地震的震源。

其次，再比较海啸淹没区的情况。在东北地方太平洋近海地震中，首先给出的是国土地理院等空中照片或卫星照片的分析，随后还进行了实地调查等。所有的结果都表明，仙台和石卷内陆4～5 km的范围被淹没。将其淹没界限与贞观地震计算的淹没结果相比较便得知，几乎是重合的位置，咋一看两者淹没规模相同（图3）。但贞观地震时的海岸线要比现在的向内陆深入大约1 km，所以，如果从海岸线看淹没距离的话，这次海啸的淹没规模大。不过，这里必须注意的是，这次海啸的淹没区是以实际海啸到达的范围来界定的，而贞观地震的海啸淹没区归根到底只是根据砂层组成的海啸堆积物看到的范围，两者所谓的淹没区是不同的。

图3 位于仙台平原中～北部的2011年东北地方太平洋近海地震的海啸淹没区[9]和海啸堆积物（砂质和泥质堆积物）的分布界限位置及根据海啸堆积物分布推断的869年贞观地震的海啸浸水计算的淹没区

那么，这次海啸是不是也生成了作为地层观察到的那种堆积物？它又呈现怎样的状态和分布呢？对于这一点我们必须加以确认。地震大约1个月后，业内外相关研究人员开始了实地的海啸堆积物调查。之所以没有在地震之后立即进行实地调查，是考虑到救命优先的受灾地的实际情况，这在学术界是有君子协定的。

这里，我们将介绍产业技术综合研究所的部分调查结果（http：∥unit.aist.go.jp／actfault-eq／katsudo／aferc＿news／no.22.pdf）。调查显示，这次地震的海啸也在仙台·石卷平原大范围地留下了堆积物。这些海啸堆积物在靠近海岸的地方，主要是由从海滨冲来的中粒～粗粒砂构成，有的地方层厚达70 cm（照片1，略）。稍微进入内陆，则是由砂层和覆盖砂层的泥层组成（照片2，略）。砂层的厚度有向内陆方向渐渐变薄的趋势，例如，在仙台市若林区，位于海岸到内陆2.8 km的地方，砂层厚仅为1 cm（照片3，略），取而代之的泥层相对变厚，位于同一地点的泥层厚是2 cm。还有，砂层不是简单的一层，调查确认在海岸附近至内陆之间，有与层厚无关的侵蚀面或颗粒大小的变化，由不同的3～4子层构成，可以认为，这表示了流速的变化，有可能表示着反复到来的3～4波分的海啸波。

关于海啸堆积物的分布，在调查了海啸向内陆方向的到达界限位置后，确认砂层分布于从海岸线到内陆2～3.5 km处。还有，泥层比砂层更深入内陆0.5～1 km，而海啸水本身则比这更深入内陆0.5～1 km（图3）。也就是说，对于国土地理院等给出的这次海啸淹没范围[9]来说，也许比砂质堆积物的到达界限更深入内陆1～2 km。

把贞观海啸和这次海啸各自所处时代的海岸线到内陆砂质堆积物的到达界限的距离进行比较，结果大体相似，表示两次海啸的规模看上去大体相同。但是，有无人工构造物对海啸淹没会产生很大影响，所以，在同样条件下很难做出严格的比较。倒是应重视的一个事实就是，这次海啸堆积物的到达界限比贞观地震向内陆更深入了1～2 km。以往的海啸淹没区是通过地层可以确定的位置来推断的，实际上是到达了更向内陆深入的地方，这种情况在1952年、2003年十胜近海地震和1993年北海道西南近海地震、2004年苏门答腊近海地震中都曾观测到，这次海啸也对其重新确认。

在推断贞观地震断层模式方面，目前都是把海啸堆积物的分布作为淹没区来进行海啸淹没计算的，但实际上我们有必要考虑到会淹没至内陆更深处。也就是说，贞观地震实际上应该是比目前认为的规模更大的地震。例如，这次地震中，一些观测、分析实例表明，板块边界的海沟一侧浅处就有大的滑动[10]，贞观地震大概也可能会发生同样的现象。

3 今后的目标

东北地方太平洋近海地震和贞观地震有可能是很相似的地震。虽然事先还无法准确预测M9地震规模和发生的时间，但如果设想贞观地震再次发生的话，至少可以有思想准备，在宫城县或福岛县沿岸任何时候都有可能发生伴有大海啸的地震。

经历了这次M9的特大地震后，人们希望今后不能总是“意料之外”，目前正趋于在日本各地设想更大规模震源的动向。但是，若没有具体的根据，尽管震源很大，却只会对社会造成无益的不安。为了评价发生频率极低的特大地震或海啸的可能性，运用地形和地质学方法，探明过去数千年间发生过怎样的现象是非常重要的。但是，仅凭调查海啸堆积物是不能完全搞清楚的，我们还必须认识到，我们所知道的过去的信息只是极少的一部分，就像我们观察伴随这次海啸的堆积物所发现的那样，仅仅是关于过去地层的信息，还有很多东西不得而知。为了稍稍减少“意料之外”，我们要准确了解这次已发生的现象和正在进行中的现象，并进行正确解释，这一点很重要。这就是要把了解过去作为线索，在此基础上，就有可能根据过去预测未来。

摘译自：日本地震学会ニュースレター.2011，23（3）：18-25

（北京市地震局 彭岩 译；卢振恒 校）

（译者电子信箱，彭岩：pybj1201＠yahoo.com.cn）

[1]阿部壽，菅野喜貞，千釜章.仙台平野における貞観11年（869年）三陸津波の痕跡高の推定.地震2輯，1990，43：513-525

[2]Minoura K，Nakaya S.Traces of tsunami preserved in inter-tidal lacustrine andmarsh deposits：Some examples from northeast Japan.Journal of Geology，1991，99：265-287

[3]澤井祐紀，宍倉正展，岡村行信，ほか.ハンディジオスライサーを用いた宮城県仙台平野（仙台市·名取市·岩沼市·亘理町·山元町）における古津波痕跡調査.活断層·古地震研究報告，2007，7：47-80

[4]澤井祐紀，宍倉正展，小松原純子.ハンドコアラーを用いた宮城県仙台平野（仙台市·名取市·岩沼市·亘理町·山元町）における古津波痕跡調査.活断層·古地震研究報告，2008，8：17-70

[5]宍倉正展，澤井祐紀，岡村行信，ほか.石巻平野における津波堆積物の分布と年代.活断層·古地震研究報告，2007，7：31-46

[6]佐竹健治，行谷佑一，山木滋.石巻·仙台平野における869年貞観津波の数値シミュレーション.活断層·古地震研究報告，2008，8：71-89

[7]行谷佑一，佐竹健治，山木滋.宮城県石巻·仙台平野および福島県請戸川河口低地における869年貞観津波の数値シミュレーション.活断層·古地震研究報告，2010，10：1-21

[8]宍倉正展，澤井祐紀，行谷佑一，ほか.平安の人々が見た巨大津波を再現する─西暦869年貞観津波─，AFERCニュース，2010，16：1-10.http：∥unit.aist.go.jp／actfault-eq／katsudo／aferc＿news／no.16.pdf

[9]国土地理院.津波浸水概況図？2011.http：∥www.gsi.go.jp／common／000060133.pdf

[10]Fujii Y，Satake K，Sakai S，et al.Tsunami source of the 2011 off the Pacific coast of Tohoku，Japan Earthquake.Earth Planets and Space，in press.2011

P315.9；

A；

10.3969／j.issn.0235-4975.2012.09.002