これまで福島准教授は、「衛星測地学」の手法を研究に取り入れてきました。衛星から地表に電波を送り、電波が反射して戻ってきた情報を用いて、地表の変化を把握します。地震前・地震後の電波の往復時間の差を求めることにより、ある地震が地表の各地点をどの方向に・どれくらい動かしたかを割り出すことができます。

 

　2011 年3 月19 日、茨城県北部でマグニチュード（M）6.1の内陸型地震が発生した後、福島准教授は、この地域を含むデータの解析を行っていました。そして、それから５年９か月後の2016 年12 月28 日、同じく茨城県北部で、今度はM6.3 の内陸型地震が発生しました。福島准教授はこの地震の解析にも携わることになりましたが、解析のきっかけは他の研究者からの依頼であり、最初の段階では特別の興味を持っていたわけではありませんでした。日本ではM3 以上の地震が年間平均で5000 近くも発生しており、同じ地域で起きる地震はたくさんあります3）。特に茨城県北部地域は、2011年の巨大地震のあと、地震活動が急に活発化し、M6 以上の地震もいくつか起こっていました。

 

　しかし福島准教授は、2016 年地震の解析を終えたころ、IRIDeS の遠田晋次教授より「今回の地震で、2011 年3 月19 日の地震の時と同じ箇所で地表に変状が見られたらしい。前回と同一の活断層が動いた可能性を考える研究者もいる」と聞きました。ひょっとして、本当に同じ活断層が、わずか6 年弱という短い期間で動いていたのでしょうか。しかし、活断層は滅多に動かないという定説があります。地割れや地滑りなどの結果、同じ箇所が動いたように見えることもあります。そこで、たまたま2011 年・2016 年の地震解析に両方とも携わっていた福島准教授は、興味を持って詳しく検証してみることにしました【図1】。

 

　しかし、2 つの地震の解析結果をただ並べただけでは、同じ活断層が動いたのかどうかわかりません。それを調べるには、地表の同じ領域を切り出した上で、ほかの地震によるこの領域への影響など、純粋な比較の妨げになる情報を取り去ってから考える必要があります。福島准教授は、それら補正作業を行った上で、両地震の地殻変動マップを比べてみました。その結果、２つの画像から確認できる地表のずれの場所は見事に重なり、全く同じ箇所で地震が起きていたことが示されました【図2】。さらに、両者の地殻変動マップを詳細に解析したところ、地下の部分まで同じ箇所で同じ向きのずれを引き起こしていたことも確認されました【図3】。同一の活断層が動いていた証です。

 

　これら解析結果に加えて、研究グループの他のメンバーは実際に地震が起きた現地に赴き、衛星情報からはわからない、断層の細かいずれ方や割れ目などを、目視や測量で確認しました。その結果、2011 年と2016 年の地震で、震源付近にかかる同じ橋の欄干の同じ箇所がずれていたことなどがわかりました。こうして空と陸からダブルチェックを行った結果、やはり全く同じ活断層が動いたと考えて間違いない、と結論しました。

 

　これで、ごく短期間に同一の活断層が動くという、極めて珍しい現象は確認できました。次に福島准教授は、もう一歩進んで、この現象の原因を明らかにしたいと考えました。この科学界の常識に反する現象は、なぜ起こったのでしょうか。その手がかりを得るために、2011 年から2016 年までの地面の動きを、国土地理院の電子基準点4）のデータを用いて解析してみたところ、2011 年の地震の後、この活断層付近で、過去の内陸大地震では見られないレベルの大きな地殻変動が急速に起こっていたことが確認されました【図4】。この期間、2011 年巨大地震の影響を受けた大地の動きがゆっくりと続いており、この動きにより、茨城県北部は東西方向に引っ張られ続けていました。活断層にたまっていたひずみは、2011 年3 月19 日の地震を発生させて、一旦解消されましたが、巨大地震後の上記の大地の動きにより、再度ためられ、2016 年12 月28 日に2 回目の地震を引き起こした、という推測が導き出されました。この結果は、2018 年、論文として発表されました5）。