1902年のトルキスタン地震(アルトゥシュ地震またはカシュガル地震とも呼ばれる)は、キルギスタン国境付近の中国の新疆を壊滅させた。この地震は1902年8月22日午前3時00分22秒(現地時間午前9時00分22秒)に発生し、震源は天山山脈にあった。[ 1 ]この逆断層型地震はモーメントマグニチュードスケール(Mw )で7.7を記録し、震源の深さは18km (11マイル)であった。
天山山脈は、インドプレートとユーラシアプレートの相互作用によって生じる複雑な収束帯に位置しています。この帯は活発に変形しており、地震活動の原因となる活断層によってその変形が吸収されています。本震に先立つ数年間には、激しい前震が連続して発生しました。その後も多くの余震が発生し、マグニチュード6.0を超えるものもいくつかあり、最大規模は6.8~7.3でした。余震は3年間記録されました。本震後も10年以上にわたって追加の地震が記録されています。
本震では推定5,650人から10,000人が死亡した。広範囲にわたる被害が発生し、少なくとも30,000戸の家屋が倒壊した。揺れは927,000平方キロメートル(358,000平方マイル)の範囲で感じられた。地震の影響を受けて、政府当局は被災者への税金免除と補償を行った。
パミール・天山地域は、インドプレートとユーラシアプレートの衝突が継続していることによって引き起こされた広範囲の変形帯に位置しています。この変形により天山山脈が形成されました。 [ 2 ]その形成は古生代に2段階で始まりました。最初は(天山山脈南部)後期デボン紀~前期石炭紀、そして後期(天山山脈北部)後期石炭紀~前期ペルム紀です。[ 3 ]インド亜大陸がユーラシア大陸と衝突する前は、2つの陸塊の間には島弧と微小大陸(テレーン)がありました。これらのテレーンは、北上するインド亜大陸が衝突するにつれて後にユーラシア大陸に付加され、現在の中央アジアに位置しています。テレーンと島弧の衝突、そしてユーラシア大陸との衝突により、最終的に天山山脈が形成されました。古代の縫合帯は、これらの衝突が起こった境界を示しています。[ 3 ] [ 4 ]この地域は、天山山脈の南縁とタリム盆地の北縁に沿って、南北に傾斜した大きな衝上断層が支配的です。[ 2 ]天山山脈は、南のタリム盆地の沈み込みと西南西のパミール高原の衝上によって、地殻短縮を積極的に吸収しています。年間20 ± 2 mm (0.787 ± 0.079インチ)の短縮の大部分は、その南縁に沿って吸収されています。天山山脈の北西部は地震活動が活発で、地震は衝上断層によって引き起こされ、通常は震源深度が15 km (9.3マイル)以下と浅いです。[ 5 ]

本震はヨーロッパ各地の地震計で記録された。[ 6 ]また、ケープタウン、トロント、イルクーツク、クライストチャーチでも計測器で記録された。[ 7 ]これは天山山脈地域で計測器で記録された最大かつ最初期の地震である。[ 8 ]以前は地震のマグニチュードが8を超えると考えられていたが、[ 5 ] [ 9 ]例えば中国の地震カタログでは表面波マグニチュード(Ms )が8.25(8 1/4と表記)とされていた。[ 10 ]地震学者のベノ・グーテンベルクとチャールズ・フランシス・リヒターはそれぞれmb(実体波マグニチュード)を7.9、Msを8.6とした。[ 11 ]本震を記録する地震計のネットワークがまばらだったため、マグニチュードは大幅に過大評価されていた。[ 12 ] 2017年に、マグニチュードはM w 7.7 ± 0.3、M s 7.8 ± 0.4に再計算され、震源深度は18 km (11 mi)であった。震央も以前の決定 ( 40°00′N 77°00′E / 40.0°N 77.00°E / 40.0; 77.00 ) より東に移動 ( 39°52′N 76°25′E / 39.87°N 76.42°E / 39.87; 76.42 ) した。[ 5 ]
地震発生時期が古かったため、地震に関する科学的知識は限られていた。この出来事に関する学術研究は40年近くに及んだが、アクセス困難な場所であったため、その特徴を理解することは困難であった。以前は、この地震のメカニズムとして横ずれ断層と逆断層が示唆されていた。その発生源について合意が得られていないのは、複雑な地殻構造によるものである。[ 13 ]
天山山脈の南斜面に位置する沱公白子-アエルパレイケ断層(TAF)[ 14 ]は、より大きなカルピン褶曲衝上断層帯の西側付近にあり、震源断層であると想定された。[ 5 ] [ 15 ]この衝上断層は長さ200km (120マイル)で、緩やかな波状の地表断層痕跡がある。北に25°から60°の様々な角度で傾斜している。マグニチュード7.7の地震には110km (68マイル)の断裂が必要であり、TAFの規模から、震源となるには十分な大きさであることが示唆される。この断層は、観測に基づくと、最も地震活動が活発な地域内にある。地震の震源メカニズムも衝上断層運動を示しており、この理論をさらに裏付けている。TAF沿いの現地調査では、地表断裂の痕跡は見つからず、この地震がブラインド衝上断層地震であったことを示している。[ 5 ]同じ断層系は、1996年に発生したマグニチュード6.9の地震の原因となった。[ 16 ] [ 17 ]
また、急傾斜の左横ずれ境界断層が震源であると推測されるという説も提唱された。この断層は、天山山脈南西部とタリム盆地北部の境界を示している。しかし、地表の変形は、この地域に横ずれ変形が存在することを裏付けていない。さらに、反射地震探査も、この地域にそのような特徴を持つ断層が存在することを裏付けていない。[ 13 ]
科学者たちはまた、この地震は2つの逆断層が連続して破断した結果であると提唱した。北北東方向に延びる2つのほぼ平行な地表断層が特定され、地震の原因とされた。これらの地表断層は、現地調査、デジタル標高モデルデータ、リモートセンシングによって特定され、合計の長さは108 km (67 mi)であった。これらは、事前にマッピングされた断層、すなわち長さがそれぞれ60 km (37 mi)と48 km (30 mi)のアウツシ断層とケケタム断層に沿って位置していた。これらの断層は天山山脈の麓に位置し、背斜の基部に露出している。これらの南傾斜断層は、最近の逆断層活動と逆断層に関連した褶曲を示した。最大垂直変位は2.9 ± 0.1 m (9フィート 6.2インチ± 3.9インチ)、平均は2.5 m (8フィート 2インチ)と測定された。[ 13 ]

地震は中央アジア全域で927,000 km 2 (358,000 sq mi)にわたって強く感じられ、タシュケントの南からアルマトイの北まで広がっていた。新疆では、イニン、ウルムチ、コルラ、タシュクルガン、ホータンで感じられた。修正メルカリ震度階級、ロッシ・フォレル震度階級、メドベージェフ・スポンホイアー・カルニク震度階級で最大震度Xを記録した。[ 10 ] [ 18 ]等震度Xは、アルトゥシュ、ソンタク、ハラジュン、アフの各都市を含む7,500 km 2 (2,900 sq mi)の楕円形の領域で感じられた。天山山脈の南麓で東西方向に揺れが起きた。[ 5 ]等震 IX は18,200 km 2 (7,000平方マイル)をカバーし、 WuqiaからKaraqiまで東西に広がりました。それは南のカシュガル、シューレ、シュフ、ジアシでも感じられました。等震VIIIはカンス、トユン、ウクトゥルパン、アクトで感じられた。ヨプルガ、カルピン、イェンギサル、マラルベシの各郡でもそれが強く感じられた。[ 12 ] [ 19 ] [ 20 ]
本震以前のこの地域の地震活動は比較的高かった。マグニチュード約6.0の地震が複数回発生したが、650 km (400マイル) の大きな地震空白域が存在した。地震の歴史的記録は1902年より10年前まで遡る。1892年には、1902年の本震の南東でマグニチュード6.3の地震が発生した。1895年にタシュコルガンでマグニチュード7.5の地震が発生した後、地震活動は北に向かってアトゥシへと進んだ。1896年から1898年にかけて、この都市は毎年1回、破壊的な地震 (マグニチュード6.0以上)に見舞われた。この高い地震活動率は1899年から停止し、本震につながった。本震の10~20日前には、ウパルでマグニチュード3.1と推定される微動が記録された。[ 21 ] [ 19 ] [ 12 ] [ 20 ] [ 22 ]
8 月 30 日まで、激しい余震が毎日感じられた。[ 6 ] 1902年から 1926 年にかけて、マグニチュード 4.7 以上が記録された余震が少なくとも16 回あり、そのうち 8 回は本震の1 か月以内に記録された。記録された最初の余震Ms 6.1 は 8 月 22 日 23:00 に発生した。その後数年間で、マグニチュード 6.0 以上を記録した余震がいくつかあった。[10] 8 月 30 日には、本震の震源から 70 km (43 mi) 離れた場所で、Ms 6.8または7.3の余震が発生した。[ 23 ] 12月19日までに、 Ms 5.7から 6.4 の間の余震が 8 回記録された。1905 年に記録された余震は少なかったが、おそらくこの期間の地震は記録されなかったためだろう。強い地震がその後も何年も本震地域を揺るがし続け、 1916年にはマグニチュード5.8、 1919年にはマグニチュード6.5、 1920年にはマグニチュード5.0以上の地震が2回発生した。天山山脈では1906年12月と1911年1月にも地震が発生した。[ 12 ] [ 19 ] [ 20 ]
本震の前に、異様な物音、動物の奇妙な行動、光、天候の変化が見られた。アフでは、地震の2時間前に、牛、馬、鶏、犬、猫などの家畜が異常な音を発した。後に激しい揺れ(VIII~IX)を経験する地域では、動物が走ったり、飛んだり、吠えたりした。マラルベクシでは、地面から大きな音が発せられ、雷、飛行機、銃声に似ていると表現された。アルトゥシュでは西から、シュレでは北から聞こえた。震源域内のジャシ、シュフ、アルトゥシュなどの場所で光が観測された。ジャシでは、これらは「火」と「稲妻」と表現された。シュフでは、流星のような火球が観測された。天候も異常に風が強く雨が多く、本震の直前には雹も降った。 [ 19 ] [ 12 ] [ 20 ]

地震は1.5分間強い揺れを引き起こした。[ 6 ] 5,650人から10,000人が死亡し[ 24 ]、30,000軒以上の家屋が倒壊した。[ 25 ]羊、牛、ラクダ、ロバなどの家畜600頭も死亡した。[ 25 ]アフでは、岩盤の上に建っていた1軒を除いてすべての家屋が倒壊した。町では300人以上が死亡し、これは町の人口の約20%に相当する。地震は大規模な地滑りを引き起こし、その規模は200,000 m 3 (7,100,000 cu ft)を超えると推定されている。[ 26 ] [ 19 ] [ 12 ]
震源地では、木々が激しく揺れ、先端が地面に触れた。木々は根こそぎ倒れたり、折れたりした。多くのテントが被害を受けた。川岸付近の地盤沈下により道路が塞がれ、小川がせき止められた。多くの大きな亀裂から水が噴出した。最大の亀裂は長さ1km、幅数メートル、深さ3mであった。この地域では500人が死亡した。多くの家畜も死んだ。古い泉は枯れ、新しい泉ができた。[ 27 ]
カシュガルでは、日干しレンガの壁や家屋が倒壊した。石造りの建物は深刻な被害を受けなかった。[ 6 ]城壁が倒壊した市の北側の入り口には多数の亀裂が生じた。香妃陵を含むいくつかの歴史的建造物が部分的に倒壊し、ひび割れた。[ 27 ]カシュガルでは少なくとも667人が死亡し、数千人が負傷した。[ 6 ] [ 28 ]カシュガルの北にあるアルトゥシュでは、地震によりほぼすべての家屋が倒壊した。アルトゥシュでは5,000人から6,000人が死亡した。新疆で最初のアルトゥシュ大モスクが倒壊した。城壁の半分近くが崩れた。アスティン村では少なくとも400人が死亡し、ジャンギでは20人が死亡した。[ 29 ]ヤルカンドでは被害は軽微だったが、倒壊した壁の下敷きになった子供2人が死亡した。ナリンとアトバシーで被害が報告されたが、死者は出なかった。[ 6 ]
谷が崩壊し、多くの河川がせき止められ、滝や新たな泉ができた。ソンタクでは土造りの家屋のほとんどが破壊され、50人以上が死亡した。ユストゥン・アトゥシュでは、住宅の90%が破壊された。ハラジュンでは数人が死亡した。ウパルでは40人の死亡が記録され、町では家屋の20%が失われた。バイクルトでは30人を超える死者が記録された。[ 19 ]
災害後、一部の村では遺体の埋葬に4日間を要した。清朝政府は犠牲者に対し年金と税金の免除を提供した。清史録第566巻に記録されているように、甘粛省と新疆省の知事であった饒英奇は調査委員会に状況を評価し補償を行うよう命じた。光緒帝も税金免除の勅令を出した。 [ 30 ]
情報源