論文タイトル：Structure and composition of the plate－boundary slip zone for the ２０１１ Tohoku－Oki earthquake 著者名：Chester et al． 要旨：海溝型巨大地震のメカニズムは、プレート境界断層の摩擦特性、構造、組成などによってコントロールされていると考えられています。２０１１年３月１１日に発生した東北地方太平洋沖地震の地震断層浅部で掘削同時検層・掘削コアの採取を行い、その構造、組成を調べました（図－１）。その結果、巨大滑りを発生させたプレート境界断層は、非常に狭い範囲（厚さ５m以下）に発達していることが明らかになりました。そこは強度の低い遠洋性粘土層からなり、周りの地層に比べ弱い地層であることから、動きやすく局所的に断層の滑りをコントロールしていることを示しています（図－２）。
論文タイトル：Low coseismic shear stress on the Tohoku－Oki megathrust determined from laboratory experiments 著者名：Ujiie（氏家） et al． 要旨：これまでプレート境界断層での巨大地震発生時には、浅部まで大きな滑りは伝搬しないと考えられてきましたが、東北地方太平洋沖地震では浅部巨大地震性滑りが発生し、巨大津波を引き起こしました。そのメカニズムを探る為に、プレート境界断層から掘り出した試料を用いて、高速摩擦実験を行ったところ、地震時の断層における剪断応力は非常に小さいことを明らかにしました（図－３）。その原因として、断層物質が強度の低い粘土（スメクタイト）を多量に含むことと、thermal pressurization 効果（高速滑りにより発生した摩擦熱により断層中の水が膨張することで引き起こされる剪断応力の低下現象）があげられ、これにより大きな断層変位と、その結果としての巨大津波の発生を引き起こしたと考えられます。
論文タイトル：Low coseismic friction on the Tohoku－Oki fault determined from temperature measurements 著者名：Fulton et al． 要旨：地震時の断層における摩擦抵抗は、地震ダイナミクス（挙動）をコントロールしています。断層での摩擦は、摩擦発熱による熱エネルギーとして消費されているため、断層での温度測定から地震時の断層における摩擦抵抗を推定することができます。IODP 第３４３／３４３T次研究航海では、東北沖地震が発生してから１６ヶ月後に、温度計アレー（数珠つなぎの温度センサー群）を孔内に、プレート境界断層部分を中心として設置しました。９ヶ月後、全ての温度計の回収に成功しました。観測の結果、プレート境界断層では周囲より０．３１℃高い温度異常が見つかり、２７MJ／m２のエネルギーが地震時に断層で消費されたことが明らかになりました（図－４）。見かけの摩擦係数は０．０８と見積もられ、通常の岩石よりもはるかに小さな値であったことが結論づけられました。
コメント（PERSPECTIVES）タイトル：Dangers of Being Thin and Weak 著者名：Wang ＆ Kinoshita（木下） 要旨：なぜ東北沖地震では数十mにもおよぶ断層滑りが発生したのか？それはプレート沈み込み帯では一般的なことなのか？といった根本的な疑問に対して、今回の地球深部探査船「ちきゅう」による掘削成果が大きな貢献をしました。海溝軸近くの浅部まで大きな破壊が生じたのは、これまでの考えを覆すものであり、今回の調査によって、浅部でも破壊速度に応じて摩擦が低下すること、そしてそれが非常に薄い、限られた地層内で起こっていることなどが明らかにされました。これらは掘削によって初めて明らかになったことであり、極めて重要な成果です。ただ東北沖の事例で、全ての巨大津波の発生原因を解決できたわけでないことは留意すべきです。
