(ロサンゼルスは巨大な堆積物のボウルの上にあり、それは都市の下での地震波の動きを変化させます（クレジット: Getty イメージです))
南カリフォルニアは、マグニチュード4.0以上の最近の地震によって揺れ動いています。 彼らがロサンゼルスで体験した方法は、都市が置かれている堆積物で満たされた盆地と多くの関係があります。
2024年8月6日の日没からわずか1時間後、南カリフォルニア州ベーカーズフィールド近くのまばらな農地帯が、静かな夜から揺れました。 マグニチュード5.2の地震が発生し、その後数百回の小さな余震が発生し、セントラルバレーの南端付近の断層が破裂したため、この地域を震撼させました。
カリフォルニア州の基準では、これは非常に珍しいことではありませんでした。 アラスカ州に次いで米国で2番目に地震活動が活発で、南カリフォルニア州では平均3分ごとに地震が発生しています。 ほとんどのイベントは小さすぎて感じられませんが、約15~20のイベントが毎年マグニチュード4.0を超えています。
今回のマグニチュード5.2の地震は、ここ3年で南カリフォルニアを襲った最大の地震です。 震源地はカリフォルニア州ベーカーズフィールドの南約17マイル（27km）で、人々はロサンゼルスの一部とサンディエゴまで90マイル（145km）近く離れた場所で揺れを報告しました。 それから数日後、危険なプエンテヒルズの断層システムの小さな部分で破裂したため、ロサンゼルス地域が再び揺れ動きました。 その結果として発生したマグニチュード4.4の地震は、その震源地が市のダウンタウンエリアからわずか4マイル北東にありました。
両方の地震による被害は最小限でしたが、カリフォルニア州最大の都市の下の地質学が、この地域の断層運動の影響をどのように変えることができるかを強調してきました。 8月6日の地震の比較的浅い深さは、都市のいくつかの地域でより強い、または長期的な揺れを引き起こしているように見えましたが、他の地域ではほとんど何も感じませんでした。
地震の時に人々がしていたことを含め、さまざまな理由があるかもしれませんが、LAが建設している堆積物で満たされた盆地は、地上で感じる影響において驚くべき役割を果たしています。
旅行中の地震です
地面はしっかりしているように感じますが、深く埋められた岩盤は割れた窓ガラスのように見えます。 これらの亀裂、または断層は地震が発生する場所です。 断層は、地球の構造板のゆっくりとした着実な動きによって、大きなストレスを受けています。
カリフォルニアでは、北米プレートと太平洋プレートが、悪名高いサンアンドレアス断層に沿って、毎年平均約30~50ミリメートル（1~2インチ）のすれ違いをしています。 動きは流動的ではありません。 ひびの入った岩は互いに激しくくさび合っており、時には何千年も立ち往生していることもあります。 時間の経過とともに、ゆっくりと進行する構造プレートによって生じる応力が構築されます – 障害がその応力限界に達すると、それは「スリップ」して破裂し、地震を引き起こします。
"ロサンゼルス盆地をゼリーの巨大なボウルとして想像してみてください – 山と下にある岩がボウルを構成し、沈殿物はゲル状の混合物で表されます"
破裂は一箇所から始まり、断層に沿って一方向に移動し、数百キロメートルにも及びます。 これまでに記録された最長の破裂は、2004年のボクシングデーにスマトラ·アンダマン大地震と津波を引き起こした断層の994マイル (1,600 km) の部分でした。 「遠くに行けば行くほど、[地震]は長く続き、より多くのエネルギーが放出されます。 そのため、断層が長くなるほど、地震は大きくなります」と、カリフォルニア工科大学の研究者で米国地質調査所の元地震学者であるルーシー·ジョーンズ氏は説明します。
地震のときに、粘り気のある断層の中に蓄えられたエネルギーが突然放出されます。 岩を池に投げてできた波紋のように、破裂から地震波が放射され、周囲の岩や土を通して四方に広がっています。
ジョーンズ氏によると、地震の大きさは、破裂した断層の長さと揺れの持続時間を科学者に教えてくれます。 しかし、地震の強さ-私たちがある場所で感じる地面の動き-は、私たちが震源地にどれだけ近いか、断層がどの方向に破裂したか、そして私たちの足元の地質層によって形作られています。
地質学による合併症です
ロサンゼルスはサンアンドレアス断層の巨大な湾曲部の南に位置し、プレート境界が明確に方向を変えます。 「空中から見ると、それは驚くべきことです」とジョーンズは言う。 「とても奇妙です – 下を見下ろして断層の谷を見ることができますが、それからそれは回転するだけです
曲がり角を曲がると、その地域は断層でいっぱいです。 何百万年もの間、断層は崩壊し、岩盤のスラブを複数の山脈と深い盆地に押し込みました。 重力、水、風は紙やすりのように作用し、山を摩耗させ、破片を盆地に運びます。 時間の経過とともに、盆地は堆積物で満たされてきました。
ロサンゼルスの地下にあるボウル型の岩の盆地は、深さが最大5マイル（8km）で、砂利、砂、粘土の混合物で満たされています。 硬い岩石と柔らかい堆積物のコントラストは、ロサンゼルスのような都市に地震の奇妙さを引き起こす大きな要因です。
南カリフォルニア大学の地震学教授、ジョン·ヴィデール氏によると、地震の間、地震波は地質学によって変調されます。 「第一の要因は、地面がどれだけ硬く、表面近くに柔らかい[材料]がある構造物がどれだけ深いかということです」と彼は言います。 地震波は岩のような密度の高い物質でより速く移動しますが、より柔らかく密度の低い堆積物ではより速く移動します。
地震波が盆地を通過するにつれて、緩んだ堆積物に遭遇すると、その挙動が変化します。 「（波は）現在、はるかに遅い速度で移動する必要がありますが、それでも単位時間当たり同じ量のエネルギーを運ぶ必要があります」とジョーンズは言いました。 波が堆積物を通過するにつれて、振幅、つまり波の高さが大きくなります。
別の言い方をすれば、ロサンゼルス盆地をゼリーの巨大なボウルとして想像してみてください - 密度の高い岩山と基礎となる岩がボウルを構成し、堆積物の充填はゲル状の混合物によって表されます。
(太平洋と北米の構造プレートの間にあるサンアンドレアス断層は、場所によっては空気からはっきりと見えます（クレジット: Getty イメージです))
これは、盆地内の波の振幅が、岩を通過する波の振幅よりもはるかに大きい可能性があることを意味します。 ある研究では、1992年のランダーズ地震によるロサンゼルス地域の地震測定値を使用した研究者によると、ロサンゼルス盆地内の地震波は盆地外の場所より3~4倍大きいことが分かりました。
増幅に加えて、地震波は堆積物で満たされた盆地内で反響することもあります。 揺れるゼリーのボウルと、ボウルの側面からフラッピングトップがどのように跳ね返るかを思い出してみましょう。 州全体のカリフォルニア地震センターの科学者たちは、ロサンゼルス地域の地震をシミュレートし、この盆地が同様の方法で地震波エネルギーをトラップできることを発見しました。 この残響は、多くの場合、断層の破裂そのものの持続時間よりも長く揺れが続き、その上に建てられた都市の危険性が増加することを意味します。
それだけでは十分ではないかのように、サン·ベルナディーノとサン·ガブリエル·ベイスンがロサンゼルス·ベイスンに近接していることは、地震波をロサンゼルスに向ける漏斗効果を生み出す可能性があります。
盆地内でも、堆積物が地震波とどのように相互作用するかに違いがあります。 「揺れにはばらつきがあり、地質にもばらつきがあります」とVidale氏は言います。 盆地の上部330フィート（100 m）の堆積物は、下のより深く圧縮された堆積物よりも緩く、密度が低い傾向があります。 堆積物の変化は表面でもすぐに起こる可能性があります。 「例えば、古いストリームチャンネルは、ある種の湿った柔らかい素材で埋められることがあります」とVidale氏は言います。 「ですから、もしあなたが古いストリームチャンネルにいるとしたら、より強固な地面にいる4マイル離れた誰よりもはるかに大きな打撃を受けるでしょう。"
同じ家にいる人でも、特に地震が小さい方の場合は、さまざまな体験をすることができます。 「私はサンガブリエル渓谷の堆積物の上のパサデナにいます」とジョーンズは言う。 2人とも家にいたにもかかわらず、彼女と夫は8月6日の地震について異なる経験をしました。 「私は感じましたが、夫は感じませんでした」と彼女は言う。
いたるところに盆地があります
ロサンゼルス市は多くの地震ハザードボックスを設置していますが、心配する必要があるのは都市の中心部だけではないのです。 人類の歴史を通じて、人々は水体の近くの平地に都市を建設する傾向がありました。
たまたま、これらの場所は地質学的盆地の上に形成され、時には断層の近くに形成される傾向があります。
(科学者たちは、被害のリスクが最も大きい場所を評価するために、LA盆地を通じて大規模な地震がどの程度伝播するかをよりよく理解しようとしています（クレジット: Getty イメージです))
米国には、シアトル、ポートランド、ソルトレイクシティといった盆地にいくつかの有名な都市がありますが、それ以外にも、それらの位置によって増幅された地震波を経験する多くの都市が世界中にあります。 1500年代にヨーロッパ人入植者がテクスコ湖を排水した後、メキシコシティは平らで古い湖底に建てられました。 1985年と2017年に、市は盆地の堆積物を震撼させた地震によって大きな被害を受けました。
イランのテヘランの砂漠の巨大都市も、川の堆積物でいっぱいの地質盆地の上にあり、この地域で大地震が起こる危険性が高まっています。
地震の危険性を理解することは、大きな揺れに対する都市の保護を強化するための第一歩です。 堅牢な建物コードを制定することは、人々とインフラストラクチャを保護するもう一つの方法ですが、より厳しい規制が実施されるためには、大きなイベントが必要になることがよくあります。 例えば、1985年の壊滅的な地震の後、メキシコシティは厳格な建築法規を制定し、古い建物を改装しました。
「（カリフォルニアで）最初の地震コードは1933年のロングビーチ地震の後に入りました」とジョーンズ氏は付け加えました。 当時、学校は安全で補強されていないレンガで建てられました。 「70校が完全に破壊されました。幸運にも、それは夜の6時でした」とジョーンズは言います。 学校崩壊の恐怖が規制を刺激しましたが、初期のコードは貧弱でした。 「彼らは基本的に、『カリフォルニアで補強されていない石積みを建設しないでください』と言っただけです。 それが最初の基本的なコードのようなものでした」
今日、地震のリスクを評価することは、はるかに微妙です。
米国では、地震学者、地球科学者、地球物理学者のチームが地震ハザードマップを作成し、今後100年以内に被害を与える地震の可能性を示しています。 報告書の最新版では、米国の75%近くが損傷を受ける可能性があることが分かりました。 政策立案者とエンジニアを支援するために、チームは建物と構造設計に関する情報を含めました。
建築基準法は生命を守ることができますが、ジョーンズのような科学者は建築基準法がさらに進むことを望んでいます。 建物を解体するよりも簡単に修理できるように設計することは、建設段階でさらに1%の費用がかかるとJones氏は推定しています。 「私たちはそれを『機能回復』と呼んでいます」と彼女は言います。
「私たちは、『あなたを殺さない』だけでは不十分な基準だと言おうとしています。 現実は、建物がひどく損傷していて、地震の後に取り壊さなければならない場合、賃借人を傷つけ、隣人を傷つけ、地域経済を傷つけたということです」
幸いなことに、ロサンゼルスの建物は最新の地震を乗り切って、南カリフォルニアをかなりうまく揺り動かせました。 しかし、ある時点で、この都市はそれほど幸運ではないでしょう。
