[M-IS09] [EJ] 津波堆積物

[MIS09-P01] Preliminary numerical study of offshore sediment transport by the tsunami

*佐藤 晃¹、菅原 大助²、久松 明史³、後藤 和久⁴ (1.東北大学大学院理学研究科地学専攻、2.ふじのくに地球環境史ミュージアム、3.東北大学大学院工学研究科土木工学専攻、4.東北大学災害科学国際研究所)

キーワード：tsunami deposit, Tohoku-oki tsunami, numerical simulation, sediment transport

日本の太平洋沿岸地域の平野部，湖沼においては津波堆積物調査が数多く行われ，過去数千年の古津波履歴の復元が行われている（例えば，Sawai et al., 2008；Sawai et al., 2009）．これらは陸上堆積物が主たる対象であるが，一方で地質時代の津波堆積物は海域の報告例が多い（Fujino et al., 2006）．しかし，海域における津波堆積物の研究は少なく，津波堆積物の特徴や識別基準，堆積過程の理解が乏しい．そのため，現世における海域の津波堆積物の研究を重ね，形成・保存過程に関する知見を増やすことが重要である．
2011年東北地方太平洋沖地震津波に関して，仙台湾内ではTamura et al. (2015)やYoshikawa et al. (2015)が，水深30 m以浅の浅海底に堆積した津波堆積物を報告している．それらによると，浅海域の津波堆積物は海浜を主な供給源として引き波で堆積し，その層厚は沖合へ向かい薄層化する．一方，仙台湾の水深100 m以深においては，津波および地震に伴い混濁流が発生したことが報告されている（Arai et al., 2013，Ikehara et al., 2014，Usami et al., 2016）．このように，2011年の津波に伴い日本海溝沿いの浅海から深海までの幅広い海域で，津波による侵食・堆積現象が報告されている．しかし，土砂移動過程を定量的に評価した研究は浅海域にとどまっており（Yamashita et al., 2016），浅海域から深海域までの広域における土砂移動過程を定量的に評価した研究はない．
本発表では，仙台湾全域を対象として土砂移動計算を行い，広域の堆積・侵食現象を検討することを主目的とする．計算は非線形長波理論の有限差分法による数値モデルに漂砂モデルを連成したTUNAMI-STM（Yamashita et al., 2016）に基づく．今回は，仙台湾底質および津波堆積物の粒径を考慮し，4段階の粒径（極細粒砂，細粒砂，中粒砂，粗粒砂）の挙動を解析した．
極細粒砂の場合，第一波により海底の広範囲で巻き上げが起こる．しかし，浮遊した砂は後続波と引き波両方の作用により岸沖方向の移動を繰り返し，結果的には侵食された域から大きく移動せず再堆積する．細粒砂および中粒砂では，引き波によって沿岸域から浅海底への移動が起こる．特に，細粒砂は，引き波により水深約30 mの海域まで移動しうると推定された．一方，粗粒砂条件では，仙台湾の粗粒砂が分布する水深において津波による堆積物の移動は発生しなかった．