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[MIS16-02] 数値計算による宮城県南三陸町大沼における津波堆積物の波源推定
キーワード：津波堆積物、数値シミュレーション、三陸海岸、貞観津波
三陸海岸は，2011年東北地方太平洋沖地震津波や1933年昭和三陸津波，1896年明治三陸津波に代表されるように，繰り返し大規模な津波の浸水被害を受けてきた．また，これらの歴史地震津波に加えて先史時代のイベント堆積物も各地で報告されている（例えば，Goto et al., 2015；高田ほか，2016；Ishimura and Miyauchi, 2017）．しかしながら，これらのイベント堆積物を形成した津波の規模と波源については明らかになっていない．Ishimura and Miyauchi (2017) は，三陸海岸南部の宮城県南三陸町大沼の沿岸低地においてトレンチ調査とジオスライサー掘削調査を行い，6層の津波堆積物を報告している．6層の津波堆積物は，円磨度の高い粘板岩からなる礫質津波堆積物（G1〜G3）と貝殻片を含む砂質津波堆積物（S1〜S3）に分けられている．大沼の北側には礫浜海岸，南側には砂浜海岸が分布していることから，両者は別の供給源から運搬されてきたと考えられている．また，掘削地点と礫浜海岸の間には，標高約12 mの丘陵が存在しており，礫質津波堆積物が北側の礫浜海岸からもたらされたと考えれば，この丘陵を超えるような最大遡上高12 m以上の津波によって形成されたと言える．また，掘削地点の南側には標高約5 mの浜堤および砂丘が存在しており，砂質津波堆積物が南側からもたらされたと考えれば，丘陵は超えないが，浜堤および砂丘は超えたと推定できるため，遡上高5〜12 mの津波によって形成されたと言える．以上から，この2種類の津波堆積物の粒径の違いは，津波の規模の違いを反映している可能性がある．また，津波堆積物の年代は上位からS1が680〜1010 cal. yr BP，G1が1540〜2350 cal. yr BP，G2が2730〜3630 cal. yr BP，G3が3850〜4080 cal. yr BP，S2が4450〜4780 cal. yr BP，S3が5540〜5730 cal. yr BPであり（石村，2019），これらの津波堆積物の波源が明らかになれば，三陸海岸での先史時代の津波の規模・波源の理解につながるはずである．
本研究では，東北地方太平洋沖を波源とする2011年東北地方太平洋沖地震津波（Satake et al., 2011），1933年三陸沖津波（Tanioka and Satake, 1996），1896年三陸沖津波（相田，1977），869年貞観津波（行谷ほか，2010；Namegaya and Satake, 2014）について，既存研究の断層モデルを使用し，JAGURS（Baba et al., 2015）を用いて津波の数値計算を行った．大沼に対する津波の影響については，沿岸低地への浸水の有無，南側の浜堤及び砂丘または北側の丘陵を越えるかどうかで評価を行った．2011年東北地方太平洋沖地震津波モデルでは北側の丘陵を越えて浸水し，1933年三陸沖地震モデルと1896年三陸沖地震モデルではいずれも浸水しない結果となった．これらの結果については，歴史記録とも一致している．2011年東北地方太平洋沖地震津波の浸水限界を参考にして提案された869年貞観津波モデル（Namegaya and Satake, 2014）では，いずれの断層幅のモデルでも，津波は北側からはわずかに丘陵を越える程度であるが，少なくとも南側からは浸水する結果となった．この結果は，大沼で掘削されたコアにおいて，To-a（915 CE）とG1（1540〜2350 cal. yr BP）の間に869年貞観津波に該当する堆積物が認められていないことと矛盾している．このことから，大沼においては津波は浸水したが，堆積物は形成されなかった可能性と提案された869年貞観津波モデルが過大評価である可能性が考えられる．ただし，本研究の現時点での計算結果は，2022年の地形データを使用しているため，堆積当時の地形を再現できていない．また，この地域では，2011年東北地方太平洋沖地震津波による侵食で，南側の浜堤及び砂丘に海と陸を繋ぐチャネルが形成されたため，より浸水しやすい地形条件で計算をしている可能性が高い．加えて，この地域は長期的に沈降傾向にあるため（Ishimura and Miyauchi, 2017），当時の標高は今より高いことが考えられる．そのため，上記の矛盾の原因を検討するためには，津波堆積物が堆積した当時の地形を再現し，津波数値シミュレーションを行う必要がある．
本研究では，東北地方太平洋沖を波源とする2011年東北地方太平洋沖地震津波（Satake et al., 2011），1933年三陸沖津波（Tanioka and Satake, 1996），1896年三陸沖津波（相田，1977），869年貞観津波（行谷ほか，2010；Namegaya and Satake, 2014）について，既存研究の断層モデルを使用し，JAGURS（Baba et al., 2015）を用いて津波の数値計算を行った．大沼に対する津波の影響については，沿岸低地への浸水の有無，南側の浜堤及び砂丘または北側の丘陵を越えるかどうかで評価を行った．2011年東北地方太平洋沖地震津波モデルでは北側の丘陵を越えて浸水し，1933年三陸沖地震モデルと1896年三陸沖地震モデルではいずれも浸水しない結果となった．これらの結果については，歴史記録とも一致している．2011年東北地方太平洋沖地震津波の浸水限界を参考にして提案された869年貞観津波モデル（Namegaya and Satake, 2014）では，いずれの断層幅のモデルでも，津波は北側からはわずかに丘陵を越える程度であるが，少なくとも南側からは浸水する結果となった．この結果は，大沼で掘削されたコアにおいて，To-a（915 CE）とG1（1540〜2350 cal. yr BP）の間に869年貞観津波に該当する堆積物が認められていないことと矛盾している．このことから，大沼においては津波は浸水したが，堆積物は形成されなかった可能性と提案された869年貞観津波モデルが過大評価である可能性が考えられる．ただし，本研究の現時点での計算結果は，2022年の地形データを使用しているため，堆積当時の地形を再現できていない．また，この地域では，2011年東北地方太平洋沖地震津波による侵食で，南側の浜堤及び砂丘に海と陸を繋ぐチャネルが形成されたため，より浸水しやすい地形条件で計算をしている可能性が高い．加えて，この地域は長期的に沈降傾向にあるため（Ishimura and Miyauchi, 2017），当時の標高は今より高いことが考えられる．そのため，上記の矛盾の原因を検討するためには，津波堆積物が堆積した当時の地形を再現し，津波数値シミュレーションを行う必要がある．