도카이·도난카이·난카이 지진

1. 개요

도카이·도난카이·난카이 지진은 도카이, 도난카이, 난카이 해구에서 발생하는 지진을 포괄하는 용어이다. 과거 역사적 지진 기록과 스루가 해구의 미파괴 부분 등을 근거로 도카이, 도난카이, 난카이 지진의 진원역이 가정되었으며, 3연동 지진의 가능성이 제기되었다. 2000년대 초반에는 지진 발생 양상과 피해 규모가 예측되었으며, 관련 법률이 제정되었다. 2011년 동일본 대지진 이후 기존 상정이 재검토되었고, 지진조사연구추진본부는 각 지진의 발생 확률을 평가했으나, 현재는 난카이 해구의 M8~9 클래스 지진으로 평가한다.

2. 역사적 배경

스루가만에서 규슈에 걸친 태평양 연안의 난카이 해곡에서는 과거 100~150년 정도의 간격으로 거대 지진이 반복적으로 발생해 왔다. 1944년 쇼와 도난카이 지진 및 1946년 쇼와 난카이 지진으로부터 50여 년이 지난 2001년에는 21세기 전반에 난카이 해곡을 진원으로 하는 거대 지진 발생이 우려되었다.

이에 2001년 6월 중앙방재회의는 "도난카이, 난카이 지진 등에 관한 전문 조사회"를 설치하여 중부권, 긴키권 등에서의 재해 대책 강화, 지진·해일 피해 상정 및 재해 대책 방안을 검토하기 시작했다.

또한, 1970년대부터 발생 가능성이 제기되었던 도카이 지진이 아직 발생하지 않아, 다음 도난카이·난카이 지진과 연동하여 발생할 가능성도 제기되었다. 당시 최대 규모의 지진으로, 이들 세 진원역이 연동하는 "도카이·도난카이·난카이 지진"이 상정되었다.

2.1. 과거의 주요 지진

1707년 호에이 지진은 진도 분포와 쓰나미 내습 지역으로 볼 때 1854년 안세이 도카이 지진(가상 도카이 지진과 도난카이 지진의 진원역으로 추정) 및 안세이 난카이 지진의 진원역을 합친 것에 거의 해당한다는 생각에서, 도카이도 앞바다 및 난카이도 앞바다에서 두 개의 지진이 거의 동시에 발생한 것으로 추정되었다.

쇼와 도난카이 지진에서는 안세이 도카이 지진에서 단층 파괴된 스루가 해구 부분이 미파괴 상태로 남아있어, 이 부분이 장래 단층 파괴될 도카이 지진이 상정되었다.

이러한 경위로 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 가정되었고, 비교적 사료가 잘 갖춰진 호에이, 안세이, 쇼와의 과거 5개 지진을 모델로 각 진원역이 단독으로 또는 동시 발생할 경우가 상정되었다.

* 과거 5개 지진의 진원역 (종래의 견해)

난카이 해구 연안에서 역사적으로 발생한 거대 지진에 대한 자세한 내용은, 난카이 해구 거대 지진을 참조하십시오.

3연동 지진으로 여겨져 온 것은 1707년의 호에이 지진이며, 대규모의 쓰나미 퇴적물이 발견된 덴무 13년(684년)의 하쿠호 지진이나 쇼헤이 16년(1361년)의 쇼헤이 지진도 호에이형일 가능성이 있다고 여겨진다. 기록에서 닌나 3년(887년)의 닌나 지진도 가능성이 높다고 여겨져 왔다.

게이초 9년(1605년)의 게이초 지진도 쓰나미 파원역이 도카이에서 난카이에 미친다고 여겨져, 보소 앞바다도 연동되었다는 설도 있지만, 그 외 도카이도 멀리 떨어진 해역을 진원으로 하는 등 여러 설이 있으며, 난카이 해구의 지진이 아니라는 견해도 나오고 있다.

그러나 닌나 지진은 시즈오카현 이와타시의 오타강 유역의 모토지마 유적에서 발견된 9세기 후반 무렵의 쓰나미 퇴적물의 규모가 작기 때문에 3연동 지진의 가능성은 낮다고 여겨지며, 닌나 지진에 상당하는 쓰나미 퇴적물은 난카이 측에서는 발견되지 않고, 쇼헤이 지진에 상당하는 쓰나미 퇴적물도 도카이 측에서는 발견되지 않았다.

호에이 지진에 대해서는 스루가만이 진원역에 포함된다, 포함되지 않는다는 논쟁이 있었던 한편, 휴가나다 지진의 진원역까지 뻗어 있었을 가능성이 지적되었으며, 안세이의 2 지진의 동시 발생으로는 설명할 수 없고, 단순한 3연동 지진이 아닌 별개의 거대 지진이라는 설도 부상하고 있다.

그 후의 연구에 의해, 지진이 일어날 때마다 진원역이 변화한다는, 기존의 도카이·도난카이·난카이의 틀에 얽매이지 않는 견해가 나오게 되었다. 예를 들어, 같은 난카이 지진이라도 안세이의 난카이 지진은 난카이도 앞바다 전역이 진원역이 되었던 반면, 쇼와의 난카이 지진은 서쪽 4분의 1은 진원역이 아니었다고 추정되고 있다.

도쿄 대학 지진 연구소의 세노 테츠조(2011)는 3지진의 현재 분류를 바꿀 필요가 있다며, 난카이 해구의 동쪽 끝의 진원역(도난카이의 일부 및 도카이)과 연동하여 시즈오카 부근까지 단층의 파괴가 진행되는 "안세이형", 그 진원역과 연동하지 않고 시즈오카까지는 단층의 파괴가 일어나지 않는 "호에이형"의 두 종류로 분류할 수 있다는 설을 주장하고 있다.

세노 테츠조(2013)는 난카이 해구 연안에서 일어난 역사 지진 가운데 3연동 지진이었던 증거가 확실한 것은 없다고 하고 있다.

2.2. 3연동 지진 논쟁

1707년 호에이 지진은 진도 분포와 쓰나미 내습 지역으로 볼 때 1854년 안세이 도카이 지진(가상 도카이 지진과 도난카이 지진의 진원역으로 추정) 및 안세이 난카이 지진의 진원역을 합친 것에 거의 해당한다는 생각에서, 도카이도 앞바다 및 난카이도 앞바다에서 두 개의 지진이 거의 동시에 발생한 것으로 추정되었다.

쇼와 도난카이 지진에서는 안세이 도카이 지진에서 단층 파괴된 스루가 해구 부분이 미파괴 상태로 남아있어, 이 부분이 장래 단층 파괴될 도카이 지진이 상정되었다.

이러한 경위로 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 가정되었고, 비교적 사료가 잘 갖춰진 호에이, 안세이, 쇼와의 과거 5개 지진을 모델로 각 진원역이 단독으로 또는 동시 발생할 경우가 상정되었다.

* 과거 5개 지진의 진원역 (종래의 견해)

3연동 지진으로 여겨져 온 것은 1707년의 호에이 지진이며, 대규모의 쓰나미 퇴적물이 발견된 덴무 천황 13년(684년)의 하쿠호 지진이나 쇼헤이 16년(1361년)의 쇼헤이 지진도 호에이형일 가능성이 있다고 여겨진다. 기록에서 닌나 3년(887년)의 닌나 지진도 가능성이 높다고 여겨져 왔다. 게이초 9년(1605년)의 게이초 지진도 쓰나미 파원역이 도카이에서 난카이에 미친다고 여겨졌으며, 보소 앞바다도 연동되었다는 설도 있지만, 그 외 도카이도에서 멀리 떨어진 해역을 진원으로 하는 등 여러 설이 있고, 난카이 해구의 지진이 아니라는 견해도 나오고 있다.

그러나 닌나 지진은 시즈오카현 이와타시의 오타강 유역의 모토지마 유적에서 발견된 9세기 후반 무렵의 쓰나미 퇴적물의 규모가 작기 때문에 3연동 지진의 가능성은 낮다고 여겨지며, 닌나 지진에 상당하는 쓰나미 퇴적물은 난카이 측에서는 발견되지 않고, 쇼헤이 지진에 상당하는 쓰나미 퇴적물도 도카이 측에서는 발견되지 않았다.

호에이 지진에 대해서는 스루가만이 진원역에 포함된다, 포함되지 않는다는 논쟁이 있었던 한편, 휴가나다 지진의 진원역까지 뻗어 있었을 가능성이 지적되었으며, 안세이의 2 지진의 동시 발생으로는 설명할 수 없고, 단순한 3연동 지진이 아닌 별개의 거대 지진이라는 설도 부상하고 있다.

그 후의 연구에 의해, 지진이 일어날 때마다 진원역이 변화한다는, 기존의 도카이·도난카이·난카이의 틀에 얽매이지 않는 견해가 나오게 되었다. 예를 들어, 같은 난카이 지진이라도 안세이의 난카이 지진은 난카이도 앞바다 전역이 진원역이 되었던 반면, 쇼와의 난카이 지진은 서쪽 4분의 1은 진원역이 아니었다고 추정되고 있다. 도쿄 대학 지진 연구소의 세노 테츠조(2011)는 3지진의 현재 분류를 바꿀 필요가 있다며, 난카이 해구의 동쪽 끝의 진원역(도난카이의 일부 및 도카이)과 연동하여 시즈오카 부근까지 단층의 파괴가 진행되는 "안세이형", 그 진원역과 연동하지 않고 시즈오카까지는 단층의 파괴가 일어나지 않는 "호에이형"의 두 종류로 분류할 수 있다는 설을 주장하고 있다.

세노 테츠조(2013)는 난카이 해구 연안에서 일어난 역사 지진 가운데 3연동 지진이었던 증거가 확실한 것은 없다고 하고 있다.

3. 2000년대 초반의 지진 발생 예측

스루가 만에서 규슈에 걸친 태평양 연안, 즉 난카이 해곡에서는 필리핀해 판과 유라시아 판이 만난다. 이 경계에서는 과거 100~150년 간격으로 거대 지진이 반복적으로 발생했다.

1944년 쇼와 도난카이 지진과 1946년 쇼와 난카이 지진 이후 50여 년이 지난 2001년에는, 21세기 초반에 난카이 해곡에서 거대 지진이 발생할 가능성이 높다고 예상되었다. 특히 쇼와 시대의 두 지진 규모가 비교적 작았기 때문에 더 큰 지진이 발생할 수 있다는 우려가 있었다.

이러한 배경에서 2001년 6월 중앙방재회의는 "도난카이, 난카이 지진 등에 관한 전문 조사회"를 설치하여 중부권(주부), 긴키권 등에서의 재해 대책 강화와 지진·해일 피해 예측 및 대책 방안을 검토하기 시작했다.

또한, 1970년대부터 발생 가능성이 제기되었던 도카이 지진이 아직 발생하지 않았기 때문에, 다음 도난카이·난카이 지진과 연동하여 발생할 가능성도 제기되었다. 당시 가장 큰 규모로 예상된 지진은 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 세 진원역이 동시에 움직이는 "도카이·도난카이·난카이 지진"이었다.

3.1. 예상되는 지진 발생 양상

필리핀해 판과 유라시아 판의 수렴 경계인 난카이 해곡에서는 과거 100~150년 간격으로 거대 지진이 반복적으로 발생해 왔다. 1944년 쇼와 도난카이 지진 및 1946년 쇼와 난카이 지진 이후 50여 년이 지난 2001년에는, 21세기 전반에 난카이 해곡을 진원으로 하는 거대 지진 발생이 우려되었다.

이러한 우려로 인해 2001년 6월 중앙방재회의는 "도난카이, 난카이 지진 등에 관한 전문 조사회"를 설치하여 중부권, 긴키권 등의 재해 대책 강화와 지진·해일 피해 예측 및 대책 방안을 검토하기 시작했다.

1970년대부터 발생 가능성이 제기된 도카이 지진은 아직 발생하지 않았기 때문에, 다음 도난카이·난카이 지진과 연동하여 발생할 가능성도 제기되었다. 당시 최대 규모의 지진으로, 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 세 진원역이 연동하는 "도카이·도난카이·난카이 지진"이 상정되었다.

1707년 호에이 지진은 진도 분포와 쓰나미 내습 지역으로 볼 때 1854년 안세이 도카이 지진과 안세이 난카이 지진의 진원역을 합친 것과 거의 같다는 점에서, 도카이도 앞바다 및 난카이도 앞바다에서 두 지진이 거의 동시에 발생한 것으로 추정되었다.

쇼와 도난카이 지진에서는 안세이 도카이 지진에서 단층 파괴된 스루가 해구 부분이 미파괴 상태로 남아있어, 이 부분이 장래 단층 파괴될 도카이 지진이 상정되었다.

이러한 배경으로, 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 가정되었고, 과거 5개 지진(호에이, 안세이, 쇼와 시대)을 모델로 각 진원역이 단독 또는 동시 발생할 경우가 상정되었다.

* 과거 5개 지진의 진원역 (종래의 견해)

2003년 9월 도카이·도난카이·난카이 지진 등에 관한 전문 조사회에서 검토된 지진 발생 방식은 다음과 같았다.

# 상정 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우(도카이 도난카이 난카이 연동)
# 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우(도난카이 난카이 연동)
# 상정 도카이 지진, 도난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우(도카이 도난카이 연동)
# 도난카이 지진 단독으로 발생하는 경우(도난카이 지진)
# 난카이 지진 단독으로 발생하는 경우(난카이 지진)

이 중 최대 규모인 "상정 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우"는 호에이 지진을 모델로 하여, 과거 지진들의 진도 분포를 겹쳐 호에이형의 진도 분포를 재현했다. 쓰나미 높이 역시 호에이 쓰나미의 높이 분포에 과거 지진들의 추정 쓰나미 높이 분포를 겹쳐 모델을 만들었다.

일반적으로 진원역은 플레이트 경계에서 온도가 100 - 150℃가 되는 깊이 약 10km보다 깊은 영역, 또한 온도가 350 - 450℃가 되는 깊이 30km보다 얕은 영역이 고착되어 단층 파괴 영역이 된다고 여겨졌다. "상정 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우"의 규모는 Mw8.7이며, 쓰나미 단층을 고려한 경우에는 Mw8.8로 여겨졌다.

2003년 중앙 방재 회의에서는 3 연동형 지진이 이른 아침 5시에 발생할 경우, 건물 전파는 약 51만 3000 ~ 56만 8600동, 사망자는 약 2만 2000 ~ 2만 8300명, 경제 피해는 약 53 ~ 81으로 추산되었다. 시즈오카현, 아이치현 등에서 최대 진도 7을 관측할 것으로 예측되었으며, 이바라키현에서 가고시마현까지 넓은 범위에서 쓰나미가 관측되며, 아이치현, 시즈오카현에는 평균 4~5m, 시코쿠 태평양 연안에서는 평균 10~12m, 최대 20m에 가까운 파도가 예상된다.

2002년에는 "도난카이·난카이 지진에 관한 지진 방재 대책의 추진에 관한 특별 조치법"이 제정되어 시행되었다. 이 법률에서는 도난카이·난카이 지진 발생 시 현저한 피해가 예상되는 지역을 "도난카이·난카이 지진 방재 대책 추진 지역"으로 지정했다. 2013년에는 이 법률이 개정되어 "난카이 트로프 지진에 관한 지진 방재 대책의 추진에 관한 특별 조치법"으로 개칭되었다.

2011년 동일본 대지진 발생 이후, 기존 상정이 전면 재검토되면서 "난카이 트로프의 거대 지진 모델 검토회"가 설치되었다. 2003년의 보고에서는 향후 관측 데이터 및 학술적 지식 축적을 바탕으로 10년 정도 후에는 도카이 지진과 도난카이 지진 등과의 관계에 대해 재검토할 필요가 있다고 했다.

3.2. 예상 피해

스루가 만에서 규슈에 걸친 태평양 연안에서는 필리핀해 판과 유라시아 판의 수렴 경계인 난카이 해곡에서 과거 100~150년 정도의 간격으로 거대 지진이 반복적으로 발생해 온 것으로 여겨졌다.

1944년 쇼와 도난카이 지진 및 1946년 쇼와 난카이 지진으로부터 이미 50여 년의 세월이 흐른 2001년 시점에서는 쇼와 시대의 두 지진 규모가 비교적 작았던 점 등으로 인해 21세기 전반에도 난카이 해곡을 진원으로 하는 거대 지진의 발생이 우려되었다.

이에 2001년 6월 중앙방재회의에서 중부권, 긴키권 등에서의 재해 대책 강화, 지진·해일 피해의 상정 및 재해 대책의 방안을 검토하기 위한 "도난카이, 난카이 지진 등에 관한 전문 조사회"의 설치가 결정되었다.

또한, 1970년대부터 발생 가능성이 제기되었던 스루가 만을 진원역으로 하는 도카이 지진이 이 시점까지 아직 발생하지 않았기 때문에, 다음 도난카이·난카이 지진과 연동하여 발생할 가능성도 부정할 수 없다고 여겨졌다. 당시 최대 규모의 지진 상정으로, 이들 세 진원역이 연동하는 "상정 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우" 즉, 도카이·도난카이·난카이 지진이 상정되었다.

2003년 9월 도카이·도난카이·난카이 지진 등에 관한 전문 조사회에서 검토된 지진 발생 방식은 다음과 같았다.

* 상정 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우
* 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우
* 상정 도카이 지진, 도난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우
* 도난카이 지진 단독으로 발생하는 경우
* 난카이 지진 단독으로 발생하는 경우

이 중에서 최대 규모인 "상정 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우"에 대해서는 호에이 지진을 모델로 삼았다.

또한 진원역은 일반적으로 플레이트 경계에서 온도가 100 - 150℃가 되는 깊이 약 10km보다 깊은 영역, 또한 온도가 350 - 450℃가 되는 깊이 30km보다 얕은 영역이 고착, 즉 커플링되어 단층 파괴 영역이 된다고 여겨졌다. 최대 규모인 "상정 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진의 진원역이 동시에 파괴되는 경우"의 규모는 Mw8.7이며, 쓰나미 단층을 고려한 경우에는 Mw8.8로 여겨졌다.

2003년 중앙 방재 회의에서는 3 연동형이 이른 아침 5시에 발생한 경우의 피해 예상으로, 건물 전파 동수는 약 51만 3000 ~ 56만 8600동, 사망자 수는 약 2만 2000 ~ 2만 8300명에 달하며, 경제 피해는 약 53 ~ 81으로 추산되었다. 시즈오카현, 아이치현 등에서 최대 진도 7을 관측할 것으로 예측되었으며, 이바라키현에서 가고시마현까지 넓은 범위에서 쓰나미가 관측되며, 아이치현, 시즈오카현에는 평균 4~5m, 시코쿠 태평양 연안에서는 평균 10~12m, 최대 20m에 가까운 파도가 예상된다.

2002년 7월 26일에는 "도난카이·난카이 지진에 관한 지진 방재 대책의 추진에 관한 특별 조치법"이 제정되어, 2003년 7월 25일부터 시행되었다. 이 법률에서는 도난카이·난카이 지진이 발생할 경우 현저한 피해가 발생할 우려가 있는 지역을 "도난카이·난카이 지진 방재 대책 추진 지역"으로 지정했다. 2013년 11월 29일에 본 법률은 개정에 의해 "난카이 트로프 지진에 관한 지진 방재 대책의 추진에 관한 특별 조치법"으로 개칭되었다.

2011년 동일본 대지진 발생 이후, 기존의 상정이 전면적으로 재검토되면서 "난카이 트로프의 거대 지진 모델 검토회"가 설치되어, 2011년 8월에 제1회 회의가 열렸다. 다만, 2003년 12월의 "도난카이, 난카이 지진 등에 관한 전문 조사회(제16회)" 보고에서는, 향후의 관측 데이터 및 학술적 지식 축적을 바탕으로 10년 정도 후에는 도카이 지진과 도난카이 지진 등과의 관계에 대해 재검토할 필요가 있다고 했다.

4. 지진 발생 확률 장기 평가

지진조사연구추진본부에 의한 해구형 지진의 발생 확률 장기 평가는 도카이·도난카이·난카이 지진을 개별적으로 평가하며, 연동하는 확률에 대해서는 평가할 수 없다고 한다.

다음 지진의 발생 시기에 관해서는 호에이(宝永), 안세이(安政), 쇼와(昭和) 지진에서의 무로쓰항(室津港)의 융기량을 각각 1.8m, 1.2m, 1.15m로 추정하고, 시간 예측 모델로부터 쇼와 지진 후의 발생 간격을 88.2년으로 하며, 진원 단층 길이, 진원역에서 추정되는 어긋남량 등을 고려하여, 쇼와 도난카이 지진 후의 발생 간격은 86.4년, 쇼와 난카이 지진 후는 90.1년으로 추정하고, BPT 분포 모델로부터 30년 이내 등의 발생 확률을 구하고 있다。

또한, 2013년 이후에는 개별 진원역의 평가는 행하지 않고, 난카이 해구의 M8~9 클래스의 플레이트 간 지진으로 평가하며, 최대 클래스의 지진에 대해서는 평가할 수 없다고 한다。

5. 2011년 동일본 대지진 이후의 변화

2011년 동일본 대지진 발생 이후, 기존의 상정이 전면적으로 재검토되면서 "난카이 트로프의 거대 지진 모델 검토회"가 설치되었고, 같은 해 8월에 제1회 회의가 열렸다。

2003년 12월 "도난카이, 난카이 지진 등에 관한 전문 조사회(제16회)" 보고에서는, 향후 관측 데이터 및 학술적 지식 축적을 바탕으로 10년 정도 후에는 도카이 지진과 도난카이 지진 등과의 관계를 재검토할 필요가 있다고 했다。