東北地方太平洋沖地震
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4.メカニズム
4.3.地震波・揺れの特徴
本地震の本震による揺れの特徴として、広範囲で強い揺れに見舞われたこと、揺れの継続時間が長かったこと、長周期地震動が広範囲で長時間発生したこと、短周期の揺れが主体で家屋被害は比較的起きにくかったことが挙げられる。
本震では、地震動の発生源である断層の破壊が複雑な過程で約150秒間も続いた[98]。この中には、1.宮城県沖3箇所、2.宮城県のさらに沖合、3.福島県沖3箇所、4.茨城県北部沖、5.茨城県中部沖での計5回の大きな断層破壊が含まれており、各地の地震波形にそれが表れている。地震波は秒速3-7kmという限りある速度で伝播するため、異なる場所で発生した地震波が時間差で到達し、破壊継続時間以上の長さで強い震動が継続した[99]。後日の詳細な震源過程解析によれば、例えば野津厚(2012)はSPGAモデルを導入し[98]、発震からの約150秒間を9のサブイベントに分けることで地震波形を精度良く再現できるとしている。
野津の解析によるサブイベントの発震時間[98]
14:46:43.5 S1-1 破壊開始(宮城県沖)、1978年宮城県沖地震のスーパーアスペリティの再活動
14:46:46.9 S1-2 (宮城県沖)
14:47:33.4 S1-3 (宮城県沖)
14:47:26.3 S2 (宮城県沖の海溝軸付近の浅い部分)
14:47:57.1 S3-1 (福島県沖)
14:48.04.4 S3-2 (福島県沖)
14:48:15.0 S3-3 (福島県沖)
14:48:25.8 S4 (茨城県沖)
14:48:30.9 S5 (茨城県沖)
青森県から神奈川県にかけての各地で、震度4以上の揺れの継続時間が軒並み2分(120秒)を超え、特に崩壊範囲の中間に位置する福島県いわき市で3分10秒(190秒)に達するなどした[100]。また、地震動を感じ始めてから最大の震動を記録するまでの時間が長く、宮城県仙台市では約30秒後、茨城県日立市では約70秒経過後であった[101]。仙台市や塩竈市でも3分程度揺れが継続し、数十秒間だった1995年兵庫県南部地震や1978年宮城県沖地震と比べて非常に長かった[102]
また日本全国で長周期主体の地震動を観測した。変位応答スペクトル波形では周期7秒付近に変位40 - 50cmのピークがあり、7秒前後の固有振動周期をもつ建物の揺れが大きかったと分析されている。また高層建築物の高層階で片振幅最大30 - 60cm程度の変位が観測された[92][104]。それでも、M9という地震の規模の割には長周期の揺れは小さかった[105]
岩手・宮城・福島・茨城・栃木の各県で観測された本震の地震波の波形を速度応答スペクトル解析した結果によると、極短周期地震動・短周期地震動に当たる周期0.1 - 1秒の範囲で最も大きな揺れが見られる地点が多く、それより長い周期では相対的に揺れは小さかった[92]。宮城県栗原市築館(震度7)、塩竈市、茨城県日立市では、「キラーパルス」(一般的な木造住宅への破壊力が最も生じやすい揺れの周期)に当たる周期1 - 2秒では100カイン (cm/s) であり、木造家屋の倒壊被害が目立った1995年の兵庫県南部地震(阪神・淡路大震災)における200 - 300カインに比べて小さく、家屋被害は起きにくい揺れだったと考えられる[106][105]。震度7を観測した栗原市においても全半壊した建物は47棟で、死者は0人だった[107]。一方で家屋被害は宮城県と福島県を中心に、茨城県にまで及んだ。震源域の中間に位置する福島県では、震源に近い浜通りだけではなく、内陸の中通り地方でも土砂の崩壊や家屋損壊が目立ち、矢吹町(震度6弱)では30%の家屋が全半壊し、郡山市(震度6弱)でも2万棟の家屋が全半壊するなど、他県の内陸市町村に比べて特に被害が集中した。
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(4.2.連動型地震)
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(5.過去の地震・想定地震との比較)

98. 野津厚、2011年東北地方太平洋沖地震を対象としたスーパーアスペリティモデルの提案 日本地震工学会論文集 Vol.12 (2012) No.2 p.2_21-2_40、強震動を対象とした海溝型巨大地震の震源モデルをより単純化する試み 日本地震工学会論文集, 2012年7月 (PDF)
99. 地震動分布から直接見る震源断層の破壊過程 2011年3月28日掲載 Archived 2011年4月18日, at WebCite 野口・古村、東京大学地震研究所、2015年5月19日閲覧。
100. 平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震時に震度計で観測した各地の揺れの状況について 平成23年(2011年)3月25日、気象庁
101. 2011年03月11日 東北地方太平洋沖地震による強震動 防災科学技術研究所
102. 東北地方太平洋沖地震 報告書 (PDF) 清水建設技術研究所、2011年4月18日
103. 平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)調査研究(速報) 第4章 地震および地震動、津波 (PDF) 国土技術政策総合研究所、建築研究所、2011年5月
104. 資料6(東北地方太平洋沖地震での長周期地震動の影響および室内被害についてのメモ) (PDF) 翠川三郎、中央防災会議 東北地方太平洋沖地震を教訓とした地震・津波対策に関する専門調査会(第8回)、2011年8月25日
105. 震災の揺れは6分間 キラーパルス少なく 東大地震研 川原千夏子、朝日新聞 2011年3月17日。
106. 速度波形と応答スペクトル Archived 2011年4月18日, at WebCite 古村による、東京大学地震研究所、2011年4月29日閲覧
107. 焦点/最大震度・栗原/震度7、犠牲者ゼロ 河北新報ニュース 2011年6月9日、2011年6月30日閲覧

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出典:Wikipedia
2017/12/04 18:32
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