サンアンドレアス断層

サンアンドレアス断層
断層（右） とカリゾ平原（左）
矢印は北米プレート（南東方向）と太平洋プレート（北西方向）の相対的な動きを示しています
命名者	アンドリュー・ローソン
年の定義	1895
座標	北緯35°07′ 西経119°39′ / 北緯35.117° 西経119.650° / 35.117; -119.650
国	アメリカ、メキシコ
州	カリフォルニア州、バハカリフォルニア州、ソノラ州
都市	サンフランシスコ、サンバーナーディーノ、サンファン・バウティスタ
特徴
セグメント	カラベラス、ヘイワード、エルシノア、インペリアル、ラグーナサラダ、サンジャシント
長さ	1,200 km (750 マイル)
変位	20～35 mm（0.79～1.38インチ）/年
テクトニクス
皿	北米・太平洋
状態	アクティブ
地震	1857年、1906年（M w ≈7.8）、1957年（M w 5.7）、1989年（M w ≈6.9）、2004年
タイプ	変換障害
動き	右手
年	新第三紀-完新世
造山運動	ゴルダ-カリフォルニア-ネバダ

サンアンドレアス断層は、米国カリフォルニア州を約1,200キロメートル（750マイル）にわたって伸びる大陸性右横ずれ 断層である。^[1]太平洋プレートと北米プレートの境界の一部を形成している。伝統的に、科学的目的のために、断層は3つの主要なセグメント（北部、中央部、南部）に分類されており、それぞれ特徴が異なり、地震リスクの度合いも異なる。断層全体の平均滑り速度は、年間20～35 mm（0.79～1.38インチ）である。^[1]

北部では、断層はカリフォルニア州ユーレカ沖のメンドシーノ三重会合点付近で終わっており、3つの地殻プレートが出会う場所となっている。カスケーディア沈み込み帯はメンドシーノ三重会合点でサンアンドレアス断層と交差している。カスケーディア沈み込み帯沿いの大地震はサンアンドレアス断層の破壊を引き起こす可能性があると仮説が立てられている。^{[2] [3] [4]}

南部では、断層はカリフォルニア州ボンベイビーチ付近のソルトン海で終わっています。ここでは、プレート運動が右横ずれから発散方向に再編成されています。この地域（ソルトントラフとして知られています）では、プレート境界が裂けて離れ、カリフォルニア湾の延長である新しい中央海嶺を形成しています。コロラド川によって堆積した堆積物は、トラフが湾からの海水で満たされるのを妨げています。

この断層は、1895年にカリフォルニア大学バークレー校のアンドリュー・ローソン教授によって初めて特定されました。 1906年のサンフランシスコ地震の後、ローソン教授は地震の原因を解明する任務を負いました。彼は地表の断層に沿ってオフセット（半分に切断されたフェンスや道路など）を調査し、地図に描くことから始めました。これらのオフセットの位置を地図にプロットすると、彼はそれらが以前に発見した断層の上にほぼ完璧な線を描くことに気づきました。彼は、その断層が地震の原因に違いないと結論付けました。

この線は、窪地のあるサンアンドレアス湖を通っていた。湖は断層の伸張によってできたもので、水が溜まる自然の窪地ができた。ローソンがこの湖にちなんで断層に名前を付けたというのはよくある誤解である。しかし、1895年と1908年の報告書によると、実際には周囲のサンアンドレアス渓谷にちなんで名付けられたという。^{[5] 1906年のサンフランシスコ地震の後、ローソンは断層が}南カリフォルニアまで伸びていると結論付けた。1953年、地質学者トーマス・ディブリーは断層に沿って数百マイルの横方向の移動が起こる可能性があると結論付けた。

カリフォルニア州パークフィールド近郊にあるサンアンドレアス断層深部観測所（SAFOD）と呼ばれる国立科学財団の資金提供を受けたプロジェクトでは、2004年から2007年にかけて断層の掘削が行われた。その目的は、コアサンプルを収集し、断層の深部での挙動をよりよく理解するために、直接的な地球物理学的および地球化学的な観測を行うことであった。^[6]

断層の北側はホリスターからサンタクルーズ山脈（ 1989年ロマ・プリエタ地震の震源地）を通り、サンフランシスコ半島を北上し、マッスルロック近くのデイリーシティ沖まで伸びている。ここが1906年サンフランシスコ地震の震源のおおよその位置である。断層はマリン郡スティンソンビーチのすぐ北にあるボリナスラグーンで陸上に戻る。また、ポイントレイズ半島と本土を隔てるトマレス湾の線状の谷を通って海中に戻り、ボデガヘッドの東側からボデガ湾を抜けて再び海中を走り、フォートロスで陸上に戻る。 (サンフランシスコ湾岸地域のこの地域では、いくつかの重要な「姉妹断層」が多かれ少なかれ平行に走っており、それぞれがかなり破壊的な地震を引き起こす可能性があります。) フォート ロスから、北部セグメントは陸路を進み、部分的に直線状の谷を形成し、そこをグアララ川が流れています。ポイント アリーナで沖合に戻ります。その後、海岸に沿って海中を流れ、ケープ メンドシノに近づき、そこで西に曲がり始め、メンドシノ三重会合点で終わります。

サンアンドレアス断層の中央部分は、パークフィールドからホリスターまで北西方向に走っている。断層の南部とパークフィールドを通る部分は地震が発生するが、断層の中央部分の残りの部分は、地震を引き起こすことなく断層が継続的にずれる非地震性クリープと呼ばれる現象を示す。これはトランスフォーム境界によって形成された。^[7]

ロサンゼルス

サンディエゴ

メヒカリ

ソルトン湖

ティファナ

アラモ川河口

コロラド川河口

ラグナサラダ

ユマ

カリフォルニア湾

コロラド川渓谷

セロ・プリエト火山

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南サンアンドレアス断層。赤い線は簡略化された断層です。トランスフォーム断層の右横方向の動きが示されています (ピンクの矢印)。赤い菱形はプルアパート盆地です。北側はニランド地熱地帯、南側はセロ プリエト地熱地帯です。

南セグメント（モハベセグメントとしても知られる）は、カリフォルニア州ボンベイビーチの近くから始まります。ソルトン湖近くのボックスキャニオンには、断層のその部分に関連する反転した地層があります。^{[8]その後、断層は}サンバーナーディーノ山脈の南麓に沿って走り、カホン峠を横切り、サンガブリエル山脈の北麓に沿って北西に進みます。これらの山脈はサンアンドレアス断層に沿った動きの結果であり、一般にトランスバース山脈と呼ばれています。パームデールでは、アンテロープバレーフリーウェイの道路切通しで断層の一部を簡単に調べることができます。断層はエリザベスレイクロードに沿って北西に続き、エリザベスレイクの町まで続きます。ゴーマン、テホンパス、フレイジャーパークの町を通過すると、断層は北に曲がり始め、「ビッグベンド」を形成します。この屈曲部は、南カリフォルニアで断層が固まる場所であると考えられており、地震の発生間隔はおよそ 140 ～ 160 年です。フレイザー パークの北西では、断層はカリゾ平原を横切っており、この平原は長く樹木のない平原で、断層の大部分がはっきりと見えます。エルクホーン断層は、平原内のその長さの大部分にわたって断層の跡を示しています。

モントレー郡のパークフィールドからソルトン湖まで広がる南部セグメントは、マグニチュード8.1の地震の可能性がある。この断層は、最も近いところでは、ロサンゼルスの北東約35マイル（56 km）を通過する。この南部セグメントでこのような大地震が発生すると、ロサンゼルス、サンバーナーディーノ、リバーサイド、および周辺地域で数千人の死者が発生し、数千億ドルの損害が発生する。^[9]

断層の西側にある太平洋プレートは北西方向に動いているが、東側にある北米プレートはプレートテクトニクスの影響で南西方向、ただし比較的南東方向に動いている。カリフォルニア全体のずれの速度は平均して年間約33～37ミリメートル（1.3～1.5インチ）である。^[10]

北アメリカプレートが太平洋に向かって南西方向に移動することで、断層の東側に沿って圧縮力が生まれています。この影響は海岸山脈として表れています。太平洋プレートの北西方向の移動も、北アメリカプレートがサンアンドレアス山脈を西方向に移動させた場所で特に顕著な圧縮力を生み出しています。この結果、南カリフォルニアにトランスバース山脈が形成され、サンタクルーズ山脈(1989 年のロマ プリエタ地震が発生した場所) も小規模ではありますが、依然として大きな影響を受けています。

太平洋プレートと北米プレートの相対的な動きに関する研究では、サンアンドレアス断層とそのさまざまな分断断層の動きで説明できるのは、その動きの約 75 パーセントに過ぎないことが示されています。残りの動きは、ウォーカーレーンまたは東カリフォルニア剪断帯と呼ばれるシエラネバダ山脈の東の地域で確認されています。その理由は明らかではありません。いくつかの仮説が提示されており、研究が進行中です。1992 年のランダーズ地震後に注目を集めた仮説の 1 つは、プレート境界がサンアンドレアス断層から東にウォーカー レーンに向かって移動している可能性があるというものです。^{[11] [12]}

プレート境界が仮説どおりに変化しないと仮定すると、予測される動きは、ロサンゼルスを含むサンアンドレアス断層の西側の陸地が最終的にサンフランシスコを通過し、その後、おそらく2000万年かけてアリューシャン海溝に向かって北西方向に滑り続けることを示しています。^[13]

サンアンドレアス断層は、新生代中期の約3000万年前（100万年前）に形成され始めた。 [ 14 ]^当時、太平洋プレートとファラロンプレート（現在では大部分が沈み込み、ファンデフカプレート、リベラプレート、ココスプレート、ナスカプレートなどの残骸が残っている）の間の拡大中心が、北米西海岸沖の沈み込み帯に達し始めていた。太平洋プレートと北米プレートの相対運動は、ファラロンプレートと北米プレートの相対運動とは異なっていたため、拡大海嶺は「沈み込み」始め、プレート境界に沿って新たな相対運動と新たなスタイルの変形を生み出した。これらの地質学的特徴は、主にサンアンドレアス断層沿いに見られるものである。また、この断層には、ベイスン・アンド・レンジの変形、バハ・カリフォルニア半島の分離、トランスバース山脈の回転の可能性のある要因も含まれている。

サンアンドレアス断層の南部の主要部分は、約 500 万年前から存在している。^[15]断層の南部の最初の形態は、2200 万年から 1300 万年前頃のクレメンス ウェル-フェナー-サンフランシスコ断層帯である。この断層帯により、1000 万年から 500 万年前の間にサン ガブリエル断層が主要な運動の中心として加わった。現在、現代のサンアンドレアス断層は、最終的に東カリフォルニア剪断帯内の断層に向かって運動を移行すると考えられている。この複雑な進化は、特に南部セグメントに沿って、主に「ビッグ ベンド」および/またはプレート間の運動ベクトルと断層およびその周囲の分岐の傾向の差によって引き起こされている。

この断層は、1895年にカリフォルニア大学バークレー校の地質学教授アンドリュー・ローソンによって北カリフォルニアで初めて特定され、周囲のサンアンドレアス渓谷にちなんで命名されました。11年後、ローソンは1906年のサンフランシスコ地震の影響を検討した後、サンアンドレアス断層が南カリフォルニアまで南に伸びていることを発見しました。断層に沿った大規模な（数百マイル）横方向の移動は、地質学者メイソン・ヒルとトーマス・ディブリーによって1953年の論文で初めて提案されました。当時は過激だと考えられていたこの考えは、その後、現代のプレートテクトニクスによって正当化されました。^[16]

地震学者は、中央カリフォルニアのパークフィールド付近のサンアンドレアス断層が、およそ 22 年に 1 回、マグニチュード 6.0 の地震を継続的に発生させていることを発見しました。1857 年、1881 年、1901 年、1922 年、1934 年、1966 年の地震の記録に続いて、科学者は 1993 年にパークフィールドで別の地震が発生すると予測しました。その地震は最終的に2004 年に発生しました。予測可能な地震活動の頻度により、パークフィールドは大地震研究の世界で最も重要な地域の 1 つになりました。

2004年、パークフィールドのすぐ北でサンアンドレアス断層深部観測所（SAFOD）の建設が始まった。SAFODの目標は、地殻とサンアンドレアス断層に約3キロメートル（1.9マイル）の穴を掘ることである。この地域の近くで発生する地震を記録するために、一連のセンサーが設置される。^[17]

2023年の研究では、カウイラ湖（現在のソルトン湖）の水位と南サンアンドレアス断層沿いの地震活動との間に関連があることが判明した。この研究では、断層のこの部分に沿った大地震は湖の水位が高い時期と一致していたことが示唆されている。水位が高いことによる水文学的負荷は、南サンアンドレアス断層にかかる応力を2倍以上にする可能性があり、これは地震を誘発するのに十分な可能性がある。これは、この地域で最後に大地震が発生してから湖が干上がってから異常に長い期間が経過していることを説明できるかもしれない。^[18]

サンアンドレアス断層系は膨大な研究の対象となっており、特に過去23年間に行われた科学的研究により、約3,400件の論文が発表されている。^[19]

スクリプス海洋研究所のセシル・H・アンド・アイダ・M・グリーン地球物理学・惑星物理学研究所の准教授であるユーリ・フィアルコ氏が2006年にネイチャー誌に発表した研究^[21]によると、サンアンドレアス断層は、モーメントマグニチュードでマグニチュード7.0を超える地震が発生するのに十分な応力レベルに達していることがわかりました。^[22] この研究では、大地震のリスクが科学者が以前に考えていたよりも急速に増加している可能性があることもわかりました。さらに、リスクは現在、断層の南部、つまりロサンゼルス周辺の地域に集中しています。これは、比較的最近、断層の中央部分 ( 1857 年) と北部部分 ( 1906 年) で強い地震が発生しているのに対し、南部では少なくとも300年間、同様の破壊が見られなかったためです。この研究によると、サンアンドレアス断層の南部で大地震が発生すると、パームスプリングス・インディオ都市圏やサンバーナーディーノの他の都市、カリフォルニア州リバーサイド郡とインペリアル郡、バハ・カリフォルニア州メヒカリ自治体に甚大な被害が出るだろう。地震は、ロサンゼルス郡、ベンチュラ郡、オレンジ郡、サンディエゴ郡、エンセナダ自治体とティファナ自治体、バハ・カリフォルニア州、ソノラ州サン・ルイス・リオ・コロラド、アリゾナ州ユマの人口密集地域を含む南カリフォルニアの多くの地域で強く感じられ、大きな被害が出る可能性がある。古い建物は特に損傷や倒壊を起こしやすく、固められていない砂利の上に建てられた建物や、地下水位が高い（したがって土壌の液状化の影響を受けやすい）沿岸地域に建てられた建物も同様だ。この研究について、フィアルコ氏は次のように述べている。

これらのデータはすべて、断層が次の大地震に備えていることを示唆しているが、正確にいつ地震が誘発され、いつ発生するかは分からない。明日かもしれないし、10年以上先かもしれない。^[21]

しかしながら、この発表から18年が経ちますが、ロサンゼルス地域では大きな地震は起きていません。米国地質調査所（USGS）が発行した2つの主要な報告書では、将来の地震発生リスクについてさまざまな予測がなされています。大地震を十分な精度で予測し、予防措置を強化することは、いまだに困難です。^[23]

2013年11月に発表された米国地質調査所の最新の予測であるUCERF3（カリフォルニア州地震断層予測3）では、マグニチュード6.7以上（1994年ノースリッジ地震と同等かそれ以上）の地震が州全体で約6.7年に1回発生すると推定されている。同じ報告書ではまた、今後30年以内にサンアンドレアス断層のどこかでマグニチュード8.0以上の地震が発生する確率は7％であると推定されている。^[24] 2008年の別のUSGSの研究では、南カリフォルニアで大地震が発生した場合の物理的、社会的、経済的影響を評価しようとした。その研究では、南サンアンドレアス断層沿いのマグニチュード7.8の地震で約1,800人が死亡し、2,130億ドルの損害が発生する可能性があると予測された。^[25]

このシナリオは、サンフランシスコ湾岸地域のサンアンドレアス断層でマグニチュード7.0の地震が発生した場合の潜在的影響を想定している。都市インフラへの影響と、景観と経済の両方に対する再建活動の影響を推定する。この研究は、地震の地質学的影響/効果だけでなく、物的損害、経済再建などの社会的影響も組み合わせ、都市がリスク軽減を強化した場合の被害を推定することを目指している。これは、湾岸地域の住民に向けた備えとして、また、リスク軽減とレジリエンス構築をさらに進めるインフラと保護策を講じるよう地元の政策立案者を促すための警告として開発された。^[26]この研究は、都市計画者から経済学者/ビジネス専門家まで、公共部門と民間部門の両方における物理科学、社会科学、工学の専門家による共同の取り組みである。この研究は、この出来事の影響を推定するだけでなく、HayWired シナリオのような潜在的な災害からコミュニティを回復するために必要な再建の年数と資金を推定することを目指しています。

HayWiredシナリオ研究の第1巻は2017年に発表され、エンジニアによる継続的な継続と貢献が行われました。この継続は2018年に第2巻「エンジニアリングへの影響」として出版されました。^[27]

2021年のファクトシート更新時点では、自宅や職場で被害を受けた人の概算数、通信などのライフラインインフラへの影響など、被害に関するいくつかの推定値があります。この科学者グループは協力して、液状化、地滑り、火災などの危険が公共サービス、交通機関、一般的な緊急サービスへのアクセスにどのような影響を与えるかを推定しました。^[28]

この研究は、特にサンフランシスコ湾岸地域でマグニチュード 7.0 の地震が発生した場合に最も大きな影響を受ける特定の集団について詳細に説明しています。これには、低所得者層、人種的および文化的に多様な集団、および読み書きが困難な人々が受ける厳しい困難が含まれており、これにより「避難のリスクが大幅に高まり、復興の課題がさらに増える」ことになります (Wein 他)。

この調査では、社会や景観への影響に加え、事業中断の可能性についても検討しています。この部分では、災害からの回復後 6 か月以内にカリフォルニア経済に及ぼす影響を、「公共サービスの停止、財産の損害、サプライ チェーンの混乱により、州総生産 (GSP) の損失が推定 440 億ドル、つまりカリフォルニア経済の 4% に達する」と推定しています (Wein 他)。^[29]この調査では、アラメダ郡など、被害の大きい地域で失われた雇用の回復には、失業と経済不況の可能性が完全に回復するまでに最大 10 年かかると予測しています。経済回復の軌道は再建によって改善されますが、建設業界への影響により遅れることもあります。

2008 年の論文では、太平洋沿岸地域で過去に発生した地震を調査し、サンアンドレアス断層北部とカスケーディア沈み込み帯南部 (バンクーバー島から北カリフォルニアまで広がる) の地震発生の間に時間的な相関関係が見出された。科学者は、カスケーディア沈み込み帯の地震が過去 3,000 年間にサンアンドレアス北部で発生した大地震のほとんどを引き起こした可能性があると考えている。証拠はまた、これらの時間相関関係のある各地震で破壊方向が北から南へ向かっていることを示している。しかし、1906 年のサンフランシスコ地震は、プレートの動きが主に南から北へ向かっており、カスケーディア帯で大地震が先行していなかったため、この相関関係の例外であったようだ。^[30]

サンアンドレアス断層では歴史上いくつかの注目すべき地震が発生しています。

• 1857年フォートテホン地震: カリフォルニア州中部および南部で約350キロメートル (220 マイル) にわたって地震が発生しました。フォートテホン地震として知られていますが、震源地ははるか北、パークフィールドのすぐ南にあったと考えられています。死者2名が報告されました。モーメントマグニチュードは7.9でした。
• 1906年サンフランシスコ地震: 北カリフォルニアで約430キロメートル(270マイル)にわたり破壊が起こりました。震源地はサンフランシスコ近郊でした。地震とその後の火災で少なくとも3,000人が亡くなりました。マグニチュードは7.8と推定されました。
• 1957 年サンフランシスコ地震: サンフランシスコとデイリー シティの西の海上にあるサンアンドレアス断層を震源とするマグニチュード 5.7 の地震。
• 1989 年ロマ・プリエタ地震:カリフォルニア州サンタクルーズ近郊で約 40 キロメートル (25 マイル) にわたり破壊が起こり (破壊は地表には達しなかった) 、サンフランシスコ湾岸地域の脆弱な場所に 63 人が死亡し、中程度の被害が発生しました。モーメント マグニチュードは約 6.9 でした。この地震は 1989 年 10 月 17 日午後 5 時 4 分 (PDT) 頃に発生しました。
• 2004 年パークフィールド地震: 2004 年 9 月 28 日午前 10 時 15 分 (PDT)、マグニチュード 6.0 の地震がパークフィールド地域を襲いました。この地震はサンフランシスコ湾岸地域を含む州全体で感じられました。

• カリフォルニア州の地震予測 – 2015年米国地質調査所によるカリフォルニア州の地震予測リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• セントラルバレー（カリフォルニア）  – カリフォルニア中央部を占める平坦な谷
• 海岸山脈地形区
• ガーロック断層 – アメリカ合衆国南カリフォルニアのモハーベ砂漠の縁に沿って走る断層
• 北アメリカ西部の地質年表
• 北アナトリア断層 – トルコの地震横ずれ断層
• 地震 - マーク・ロブソン監督による1974年のアメリカの災害映画
• サンアンドレアス – ブラッド・ペイトン監督の2015年映画

• Akciz, SO; Grant Ludwig, L.; Arrowsmith, RJ; Capaldi, TN; Rhodes, EJ (2023). 「チャネル切込み年代測定による救援：南中央サンアンドレアス断層のカリゾ区間を破壊した最後から2番目の地震の年代の改良」。米国地震 学会紀要。113 (2): 877–887。Bibcode :2023BuSSA.113..877A。doi : 10.1785/0120220189。ISSN 0037-1106。S2CID 255637444  。
• コリアー、マイケル（1999年12月1日）。『A Land in Motion』。UC Press。ISBN 978-0-520-21897-0。
• ストッファー、フィリップ W. (2005)。カリフォルニア州サンフランシスコ湾岸地域のサンアンドレアス断層: 公有地の厳選された立ち寄り場所への地質学フィールドトリップガイドブック。米国地質調査所。一般出版物 16。
• ローソン、アンドリュー・カウパー (1908)。1906 年 4 月 18 日のカリフォルニア地震: 州地震調査委員会の報告書(PDF)。第 1 巻。ワシントン カーネギー研究所。
• リンチ、デイビッド・K. (2006)。サンアンドレアス断層のフィールドガイド: 世界で最も有名な断層を、12 の簡単な日帰り旅行で見て触れよう。Thule Scientific。ISBN 978-0-9779935-0-5フルカラー、GPS座標。
• リード、ハリー・フィールディング (1908)。1906 年 4 月 18 日のカリフォルニア地震: 州地震調査委員会の報告書(PDF)。第 2 巻。ワシントン カーネギー研究所。

ウィキメディア・コモンズには、サンアンドレアス断層に関連するメディアがあります。

Scholia には、サンアンドレアス断層に関するトピックプロファイルがあります。

• カリフォルニア州パークフィールドの地震実験、USGS
• 国際大陸科学掘削計画におけるサンアンドレアス断層帯深部観測所
• サンアンドレアス断層（サンドラ・S・シュルツ、ロバート・E・ウォレス著）