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纪伊半岛南部的桥杭岩在周边发现了巨大海啸的证据

 Wsz6868 2022-09-28 发布于浙江

纪伊半岛南部的桥杭岩在周边发现了巨大海啸的证据

-查明了从巨砾的移动中袭击了比南海海槽沿岸的1707年宝永地震海啸更大的海啸-

重点

  • 散落在桥杭岩周边的巨砾是过去巨大海啸的证据

  • 推测海啸的规模超过了历史上最大的1707年宝永地震引起的海啸

  • 对南海海槽沿岸巨大地震海啸的定量分析做出贡献

概要図

和歌山县串本町桥杭岩周边的巨砾(“震源区域”利用地震调查研究推进总部( 2013 ) )


概要

国立研究开发法人产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)活动断层火山研究部门海沟型地震历史研究组行谷佑一主任研究员及地质调查综合中心联合推进室国内联合组组长宍仓正展,法政大学文学部前杢英明教授、 由株式会社环境地质越后智雄东京分店店长组成的研究小组,从和歌山县串本町的名胜桥杭岩周边的地质痕迹中,查明了沿着南海海槽,比1707年宝永地震的海啸来得到了比过去最大的海啸。 以在海岸上排成一条直线的巨岩列而闻名的桥杭岩是岩浆贯入形成的岩石。 桥杭岩的周边散落着很多巨砾,巨砾也由同样来自岩浆的岩石构成,因此可以认为是与桥杭岩分离并向周围移动了。 关于其移动的原因,我们推测是因为过去在大海啸和高潮等情况下,巨砾从桥杭岩运来的。 因此,测量了这些巨砾的位置和大小,计算了多大规模的海啸会使巨砾移动。 结果表明,南海海槽沿线存在着历史上最大的1707年宝永地震海啸规模也不可动摇的巨大石块。 这意味着,超过1707年海啸的大海啸曾经袭击了这片土地,移动了巨大的瓦砾。 为了使所有的巨砾都能移动,可以考虑在1707年地震的基础上,使近海板块边界的分支断层变大,或者使1707年地震的断层面上变大超过2倍等。 另外,研究的详细内容于2022年9月6日刊登在了Tectonophysics杂志上。


开发的社会背景

考虑针对海啸的防灾计划时,了解过去那个地方遭受了多大的海啸是基本且重要的。 例如,众所周知,在南海海槽沿岸,担心将来会发生大规模地震,根据历史记录,至今为止反复发生了大地震和海啸。 其中,1944年昭和东南海地震在南海槽东侧,1946年昭和南海地震在西侧分别发生了地震。 在此前的1854年安政地震中,南海槽东侧也发生了地震,约30小时后西侧发生了地震。 然而,在更早之前的1707年宝永地震中,南海海沟几乎整个区域都发生了地震,这被认为是目前已知的最大的地震(例如,地震调查研究推进总部,2013 )。 可以认为,这样大的地震海啸在过去的几千多年里反复发生。 但是,关于过去是否有比1707年宝永地震海啸更大的海啸来袭这一问题,还没有定量的讨论例子。

 

研究的经过

产综合研究所迄今为止将地质调查和数值模拟相组合,进行了推定过去发生的地震的研究。 过去发生的地震将来也有可能发生,基于这样的想法,正在对过去发生的地震,即古地震的实际情况进行解明。 本研究也是其中的一环。 过去也有过将巨砾的分布和海啸的数值计算相结合来推定地震的研究报告,本研究以已判明形成巨砾的母体岩石的非常罕见的调查地为对象。 本研究的一部分得到了JSPS科研经费JP18500779、JP20500895、JP24300319、JP16K01223的资助。

 

研究内容

桥杭岩位于和歌山县串本町东岸,是南北呈直线排列的巨岩列。 这个巨岩列是源于岩浆侵入的日光岩脉,没有被侵蚀就突出来的,在其西侧由泥岩构成的平坦的波蚀架扩展开来。 其波蚀架上分布着一千多个与桥杭岩相同位置的巨砾,可能是从桥杭岩分离出来的(丰岛,1968 )。 由于波浪蚀架基本平坦,如果只是从桥杭岩上分离落下,巨砾应该在桥杭岩周边,但实际上广泛分布在波浪蚀架上。 由此推测,巨砾在海啸和高潮等波浪的作用下被运到了现在的位置。 因此,本研究首先在当地调查了分布的1,311个巨砾的位置和大小。 最大的有长径长达7 m的。 另外,如图1所示,在巨砾中也随处可见踩在台座状泥岩上的东西。 可以认为,这是巨砾周边的岩盘面在风化和波浪的侵蚀作用下被切削,降低了高度,而巨砾正下方的岩盘面免受了这样的侵蚀作用的结果。 这被认为是巨砾在那个地方停留了比较长时间的证据。 接着,通过数值计算讨论了这些巨砾在1707年宝永地震海啸中是否起作用。 作为计算条件,假设距离桥杭岩水平距离15 m范围内的巨砾只是从桥杭岩自由落下,过去没有因海啸或高潮而移动,以其他共计1,103个巨砾为对象。 另外,1707年宝永地震中地基隆起,表示当时海面位置的生物化石位于比现在海面高1.3 m的位置(宍仓等,2008 ),因此将地基高度设定为比现在的地形低1.3 m进行计算。 使用安中他( 2003 )、相田( 1981a,1981b )和Furumura et al. (2011 )作为该地震的断层模型,在计算机上模拟地产生海啸,计算了海啸的高度和流速。 进而计算了来自作用于巨砾的海水的流体力和巨砾与地面之间的最大静止摩擦力,判定流体力超过最大静止摩擦力时巨砾会开始移动。 另外,作为计算的初始条件,按理说应该复原1707年宝永地震之前的巨砾位置的状态进行计算,但很难把握当时的状况。 因此,我们计算了两种情况,一种是在当前位置计算的情况,另一种是假设巨砾位于桥杭岩附近进行计算的情况(准原位置)。 结果表明,无论哪种条件,在所有模型中都会有很多巨砾发生作用。 但是,发现也存在特别大的巨砾等一部分不动的巨砾。 这表明,比1707年宝永地震海啸更大的海啸过去袭击了这里。 那么,如果是什么样的海啸,所有的巨砾都会移动呢? 作为其中的一个方案,纪伊半岛东南海板块边界的分支断层( Park et al .,2002; 我考虑了Moore et al .,2007 )的活动。 考虑到1707年宝永地震的海啸波源模型,同时该分支断层也发生了运动的例子,结果是所有的巨砾在准原位置都发生了运动。 另外,作为其他方案,将1707年宝永地震的海啸波源模型的滑动量加倍进行计算时,得到了更多的巨砾移动的结果,但不动的巨砾也仍然存在。 此外,本研究没有进行定量分析,纪伊半岛东南海域的海底滑坡也可能是移动巨砾的原因。 另一方面,也讨论了台风高潮带来的影响。 2012年9月台风17号袭击了该地,发生了当地1951年以来观测统计中最大级别的潮位上升。 在这次台风来袭的前后,通过激光扫描测定了包括桥杭岩周边的巨砾在内的地形,通过比较两期间的地形来调查巨砾是否移动了。 结果,移动的只有非常小的巨砾,大部分巨砾都没有移动。 而且,根据1976年和2007年拍摄的空中照片调查巨砾的移动的结果,在可以判断的范围内也没有确认到大的巨砾的移动。 当然,不排除过去存在未知的巨大高潮的可能性,但是如图1所示,一些巨砾骑在台座上,长期位于那里,从这一事实来看,在每年来的台风的高潮中,巨砾保持不动,巨砾现在的分布被认为是由海啸引起的,是合理的。

図1

图1台座上的巨砾的例子。 与周边的地面相比位于更高的位置。 立着的是标尺,下面的黄色部分是1 m。

今后的计划

后,我们的目标是通过地质样品的年代测定等来弄清楚这个巨大的瓦砾是什么时候移动的,也就是说巨大海啸是什么时候袭击的。 另外,除了桥杭岩周边以外,还将在南海海沟沿岸寻找并验证超过宝永地震规模的海啸证据。

论文信息

刊登杂志: 构造物理学Tectonophysics 论文标题: 日本南开海槽异常海啸的巨砾证据evidence from boulders for extraordinary tsunamis along Nankai trough,Japan 作者: Yuichi Namegaya,Hideaki Maemoku,Masanobu Shishikura,Tomoo Echigo doi:10.1016/j.tecto.2022.229487

用语解说

  • 宝永地震 宝永四年十月四日(公元1707年10月28日)南海海沟沿岸发生的地震。 海啸也发生了,以西日本太平洋沿岸为中心造成了巨大的损害。

  • 分支断层 从作为震源的主断层分支运动的断层。 这里是指从海底向深部延伸的板块边界所在的地方向海底分支的断层。

  • デイサイト

  • 岩浆冷却凝固的岩石的一种。

  • 波浪食架 由于海浪的作用而被切削变得平坦的地形。 其高度大多大致为平均潮位。

  • 泥岩 泥土堆积凝固而成的岩石。 与桥杭岩主体的日间场地相比,更容易被刮软

 

引用文献

  • 相田 勇(1981a)東海道沖におこった歴史津波の数値実験, 地震研究所彙報, 56, 367-390.相田勇( 1981a )东海道海面发生的历史海啸的数值实验,地震研究所汇报,56,367-390。

  • 相田 勇(1981b)南海道沖の津波の数値実験, 地震研究所彙報, 56, 713-730.相田勇( 1981b )南海道冲海啸数值实验,地震研究所汇报,56,713-730。

  • 安中 正・稲垣和男・田中寛好・柳沢 賢(2003)数値シミュレーションに基づく南海トラフ沿いの大地震の特徴, 土木学会地震工学論文集, 基于安中正稻垣和男田中宽好柳泽贤( 2003 )数值模拟的南海海沟沿线大地震特征,土木学会地震工学论文集,http://library.jsce./jsce/open/00578/2003/27-0307.pdf [ PDF:1.5MB ]

  • Furumura, T., Imai, K., and Maeda, T. (2011) A revised tsunami source model for the 1707 Hoei earthquake and simulation of tsunami inundation of Ryujin Lake, Kyushu, Japan, J. Geophys. Res., doi:10.1029/2010JB007918.

  • 地震調査研究推進本部(2013)南海トラフの地震活動の長期評価(第二版), 平成25年5月24日発表, 94 pp.地震调查研究推进总部( 2013 )南海海槽地震活动的长期评价(第二版),平成25年5月24日发表,94 pp。

  • 宍倉正展・越後智雄・前杢英明・石山達也・永井亜沙香(2008)南海トラフ沿いに起きた歴史地震に伴う隆起を記録した紀伊半島南部沿岸の生物遺骸群集, 歴史地震, 23, 21-26.宍仓正展.越后智雄.前杢英明.石山达也.永井亚沙香( 2008 )纪伊半岛南部沿岸的生物遗骸群落记录了南海沿岸发生的历史地震引起的隆起,历史地震,23,21-26。

  • Moore, G. F., Bangs, N. L., Taira, A., Kuramoto, S., Pangborn, E., Tobin, H. J. (2007) Three-Dimensional Splay Fault Geometry and Implications for Tsunami Generation, Science, 318, 1128-1131.

  • Park, J., Tsuru, T., Kodaira, S., Cummins, P. R., Kaneda, Y. (2002) Splay Fault Branching Along the Nankai Subduction Zone, Science, 297 1157-1160.

  • 豊島吉則(1968)和歌山県串本町付近の海蝕台と海蝕棚, 鳥取大学教育学部紀要, 19, 41-48.丰岛吉则( 1968 )和歌山县串本町附近的海蚀台和海蚀架,鸟取大学教育学部纪要,19,41-48。

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