【「地球號」的秘密】(3)直擊巨大地震的「觸發點」

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沉積物中的有機物上有著超過350度的熱痕跡

——有關方面正在利用地球深層勘探船「地球號」進行著「南海海槽地震帶鑽探計劃」。

　

地球深層探查中心主任東垣說：「從歷史上來看，紀伊半島海域一直是南海地震的觸發點。」

地球深層探查中心主任東垣（以下簡稱：東）：調查對象是日本紀伊半島海域的南海海槽。從歷史角度看，這是紀伊半島海域成為南海地震觸發點的場所。我們正在以南海地震的誘因區域為中心開展鑽探計劃。

可能引發南海地震的有兩大斷層。一是「分支斷層」（從斷層分支出來的斷層），二是「滑脫斷層」（板塊邊界的斷層）。究竟是哪個斷層滑動將引發南海地震一直以來是一個非常重要的問題。

「地球號」以往的鑽探都是為了對這一問題進行調查。通過對得到的試料（沉積物）中含有的有機物進行調查，可以得知試料曾經承受的熱量。調查的結果顯示，分支斷層與滑脫斷層都發現了超過350度的熱痕跡。

在海底，無論發生怎樣的情況，溫度都不可能超過350度。唯一有可能的是隨著地震斷層發生滑動時產生的摩擦熱。

也就是說，無論是分支斷層還是滑脫斷層，都存在滑動的可能性。而且，對周圍地層進行調查的結果顯示，在1944年東南海地震時，斷層有可能發生了滑動。

「地球號」的鑽探地點示意圖。菲律賓海板塊以1年約4釐米的速度向歐亞板塊下方下沉。兩個板塊邊界的斷層叫作「滑脫斷層」，斷層分枝的地方叫做分支斷層。

已經在海底1000米處設置測量系統，並繼續深入鑽探

——明確斷層的滑動有哪些作用？

東：例如海嘯對策。在2011年發生東日本大地震時，據說斷層滑動了50米。正因為滑動如此之大，才引發了那樣強烈的海嘯。

「地球號」在過去鑽探的海底地下1000米處設置了地震儀、海嘯記錄儀、溫度計等測量系統。通過使用這些儀器，可以實時了解在地震發生前後，地殼中處於怎樣的狀態。

南海地震同樣如此，通過了解斷層的滑動情況，有助於預測海嘯的規模。還可以應用於國家關於海嘯對策的指針等中。

——鑽探計劃已經進行了第一階段（2007年度）、第二階段（2009年度）和第三階段（2010年度與2012年度），從9月13日到2014年1月是第三階段的剩餘期間，從2014年開始，計劃將進入第四階段。

東：較淺部分的鑽探已在第二階段完成。從第三階段開始，我們將進行更深的鑽探，以調查地震發生的原理。這一次鑽探的目標是海底地下3600米～4400米。2014年將鑽探到5200米。

我們最想知道的是斷層摩擦的強度。斷層的滑動是在強烈的摩擦作用下「忍耐」，這種「忍耐」在某一瞬間得到釋放，並引發了地震？還是在較小的摩擦力下快速滑動？通過實際進行觀測，可以了解斷層的實際情況。

但是，如果要與較淺的地點同樣，在斷層深處設置地震儀和水壓計等傳感器，就會產生問題。海底地下深處的溫度超過150度，電子部件很難正常工作。因此，開發能夠在高溫下長期發揮作用電子部件，成為準備工作的第一步。

調查海底地形與海底地質結構的反射法地震勘探。通過使用氣槍向海底發射聲波並且接收反射波（上），可以掌握海底的地質結構（下）。

30名世界頂尖科學家登上「地球號」

——有哪些研究者和工作人員參加了南海海槽的鑽探？

東：首先是駕駛船舶的船長和操作員。「地球號」沒有傳統式的舵。屬於DP（動態定位）船，因此需要能夠駕駛DP船的人材。

駕駛「地球號」需要具備進行各種推測的能力。乘員要訓練有素，能夠在天氣惡劣，或是管道脫落時順利逃生。這些人員來自於日本海洋鑽探公司（JDC）與日本郵船公司合資成立的子公司。

而且，同時搭乘的還有實際放下管道進行鑽探作業的鑽探工。

其餘的乘員是科學家及其助手。「地球號」也配備了X射線斷層掃描（CT）等設備，這些實驗設備的技術人員也作為支援人員隨行。

全體人員共計180名左右，其中約30名是世界頂尖的科學家。大致來說，科學家的3分之1是日本人，3分之1是美國人，其餘3分之1是歐洲和亞洲的研究者。

紀伊半島到半島海域的地質結構（上），以及鑽探場所的位置與斷層的情況（下）。

「地球號」是研究者的「虎穴」

——對於由多國人員參加的國際研究項目，重要的事項有哪些？

東：乘坐「地球號」這樣的國際共同研究船舶時，除了少數熟人之外，大多數人都是第一次見面。這樣一來，溝通也就變得非常重要。如果溝通不暢，科學家之間也會產生矛盾。

其次，如果缺乏作為科學家的魅力，還有可能會受到團隊的排擠。在團隊中，在科學方面發揮不了作用的人將會逐漸失去信賴。

再者，團隊既是共享目標的夥伴，也是為成就學術成果而競爭的對手。對於試料，大家都想要最好的。除了溝通之外，還需要形成良性競爭。

研究者之間的交談全部使用英語。就算是日本人，也必須使用英語進行溝通。因此，在上船之初，不少研究者都在溝通和競爭意識等方面感受到了壓力。但是，只要克服這個障礙，就能與世界頂尖科學家一同工作。

進入「地球號」後立即開始分析鑽探資料的研究者。「地球號」擁有X射線斷層掃描等眾多測量和分析設備，也被稱為「漂浮在海上的研究室」。

正因為研究環境如此嚴峻，我們都把「地球號」叫作「虎穴」（笑）。（未完待續）（作者：長坂邦宏，日經能源環境網 供稿）