警固断層(けごだんそう)は、福岡県北西部の博多湾から福岡市中心部を経て筑紫野市に至る、長さ約27 kmの活断層である。
北西の延長線上の海底下には、2005年の福岡県西方沖地震の起震断層である約25 kmの活断層(仮称・福岡県西方沖の断層))がある。2つの区間は合わせて「警固断層帯」(けごだんそうたい)と呼ばれており、つないだ延長は約55 kmとなる。
地震調査委員会の長期評価(2007年)によれば、警固断層の最新の活動時期は約3,400年 - 4,300年前、活動間隔は約3,100年 - 5,500年、毎回の地震の規模はマグニチュード7.2程度。地震が発生した場合、地震調査委員会(2008年)によれば福岡平野の広範囲で震度6強の激しい揺れになると推定され、福岡県の被害想定(2012年)では死者約1,200人、建物全壊約1万8千棟と試算されている。
発見と調査史 警固断層の存在が確認されたのは、1970年代の末である。福岡都市圏の地盤図作成のために調査を行った九州大学と地質コンサルタント会社らのチームにより発見され、1981年に命名された。名前は福岡市の地名「警固」に由来する。西日本新聞による当時の調査メンバーへの取材記事によれば、大名や赤坂も候補だったという。
松下久道が1949年の論文で、古第三系の2つの層を区切る断層としてこの地域に想定していたものに相当する。第四紀の活動性を指摘した初期の文献としては、早良花崗岩が阿蘇4火砕流堆積物に衝上することを根拠に指摘した、1994年に刊行された旧地質調査所の『福岡地域の地質』地質図幅説明書(唐木田ら)がある。
上記の刊行時点では、警固断層中南部は活断層であることが認められ、福岡市街地ではボーリング資料に基づく地下の推定活断層と扱われていた。そして2005年の福岡県西方沖地震の発生によって、その北方の玄界灘にも活断層が存在することが判明した。この地震後、この地域では研究が進み、福岡市街地を含めて新たに活断層が発見されている。
活断層研究会の編集による「日本の活断層」(1980年)と「新編日本の活断層」(1991年)、九州活構造研究会の編集による「九州の活構造」(1989年)では、この地域一帯の活断層の位置や変位の記載が行われた。その後、1996年刊行の国土地理院による都市圏活断層図「福岡」図幅(千田ほか)が警固断層の全体的な分布を示し、鬼木史子も同年の論文でボーリング資料を基に福岡平野の荒津から高宮の間で警固断層の詳細な分布を示した。
「新編日本の活断層」(1991年)では、確実度はI - II、活動度はBと記載されていた。阪神・淡路大震災後の1996年に福岡県が行った調査では、前回活動は約16,000年前 - 5,000年前、活動の間隔は約15,000 - 26,000年、平均変位速度は上下方向に千年当たり4 - 7センチメートル(cm)、水平方向の変位はその2倍程度、活動度はC級と推定された。
2005年に福岡県西方沖地震が発生すると、当時、警固断層の分布は陸域のみと考えられていたことや、警固断層の延長線上に余震が分布したことから、地震と断層との関連性がにわかに注目された。地震後には複数の調査が行われ、従来知られていたものより活動間隔が短いことなどが判明し、それらの結果を基に地震調査委員会は評価を行って、2007年に「警固断層帯の長期評価について」を発行した。
2022年に発行された「日本海南西部の海域活断層の長期評価」では、警固断層帯の海域の再調査や、周辺海域の断層の新たな認定が行われた。近接して存在する小呂島近海断層帯は、「一連の活断層帯である可能性を否定できない」とされた。その後、福岡県は警固断層帯南東部と小呂島近海断層帯が連動して発生する地震の被害想定を行った。
警固断層の諸元 警固断層は、警固断層帯南東部を構成する活断層で、延長は約27 km。
地震調査委員会によれば、断層面の深さは最深で約15 km、両端を結ぶ平均走向はN50°W(真北から西に50度)でほぼ北西-南東方向をとり、ほぼ直線に伸びる。左横ずれ断層だが、南西側隆起の成分もある。なお詳細に見ると、文部科学省・九州大学による2013年の報告書では走向はN45°Wで、大野城市上大利付近から南東ではN40°W程度とやや北向きになる。この断層パラメータは、周辺にも同じ走向の左横ずれ断層が分布することから支持されるように、この地域の応力場を反映していることが認められる。
博多湾から春日市・大野城市付近 北西端は(地震調査委員会による)で志賀島南東沖約1 kmの海底付近。ここから博多湾を隔てた対岸の福岡市中央区に至るまで約8 kmの区間では、音波探査により特定された断層が断続的に続いており、区間の中央付近では2006年の採掘(ピストンコアリング)により活断層の存在が確認されている。
2012年に行われた博多湾中央部の音波探査では、東落ちの断層と西落ちの断層が対になった地溝(凹地)状の構造が存在することが確認された。文部科学省・九州大学による2013年の報告書によると、この前後で変位が到達する層序が異なることから、活動性が異なる北西部と南東部の境界にこのような構造が形成されたものと推察されている。
この音波探査では、横ずれ断層に特徴的なフラワーストラクチャーも確認されている。
陸上では、トレンチ調査により特定されている断層の北西端が中央区舞鶴で、そこから南東方向に断層が連続していると考えられる。中央区薬院でも2001年のボーリングとトレンチ調査により活断層の位置が特定されている。薬院駅付近から大橋駅付近までは西鉄天神大牟田線と並走し、ここで南区に入る。那珂川を横断してから航空自衛隊春日基地付近までは県道31号と並走し、ここで春日市に入る。
また、警固断層の東側には、赤坂-高宮-石城町付近を結ぶ、三角形で幅約500メートル程度の「天神凹地」があることも分かっている。警固断層を境に、西側は地盤の柔らかい堆積層が20メートルほどと薄い一方、東側には50メートルほどと厚い領域があり、警固断層の東縁では100メートル程度と局所的に深まっていて、地震動が増幅される領域と考えられている。ブーゲー異常のコントラストがある低重力異常地帯とも重なっている。また、福岡市南部や春日市の断層沿いにも同じような地質が見られる。
2005年の福岡県西方沖地震では、「天神凹地」付近や、福岡市南部や春日市の断層沿いに、建物被害が周辺より多く報告されている地域が分布した。
春日市・大野城市から筑紫野市・筑前町付近 次に断層位置が特定されているのは大野城市上大利で、造成により断層露頭が確認できるほか、2007年のトレンチ調査により位置が特定されている。都市圏活断層図によればこの付近では、500m東方、そのさらに1 km東方にもいずれも左横ずれの断層が発見されており、3列が平行に並んでいる。東側の2列は7世紀半ばに築かれた水城跡の両端にあるが、水城跡に変位が見られないことから、少なくとも7世紀半ば以降は断層が活動していないと見られる。
約2 km南東の太宰府市大佐野でも、1996年のボーリングとトレンチ調査により活断層の位置が特定されている。
南東端は、地震調査委員会によれば。文部科学省・九州大学による2013年の報告書でも、低位段丘面を横切るリニアメントが途切れる、筑紫野市古賀の九州自動車道筑紫野インターチェンジ付近を南東端としている。
一方、2014年の都市圏活断層図幅「福岡(改訂版)」では、地震調査委員会(2007年)による警固断層帯認定区間よりも南東に約2.5 km伸びる可能性が高いとして、西鉄天神大牟田線筑紫駅付近まで延長して活断層が記載された。
また同図では、更にその南東側、筑前町の東小田から下高場にかけて、断続する活断層が新たに記載された。この区間は変位がない宝満川の沖積面によって途切れるため、警固断層帯の延長部であるかどうかは現時点では不明とされた。なお文部科学省・九州大学による2013年の報告書は、筑前町東小田付近にある段丘面を横切る崖地形が、南西側が隆起する地殻変動に起因する可能性もあるが、堆積・浸食に起因する可能性もあると報告している。
警固断層帯北西部の諸元 警固断層帯北西部を構成する活断層は、延長約25 kmである。地震調査委員会の2007年の長期評価では、分布する地域名から採った仮称「福岡県西方沖の断層」が振られている。
北西端は(地震調査委員会による)で、小呂島の南南東沖約8 km、壱岐の東方約30 kmの玄界灘海底付近。南東端は(地震調査委員会による)で、志賀島南部付近。断層の分布は2005年の福岡県西方沖地震の余震の分布から推定されており、玄界島の北方1-2 kmを通過していると考えられる。
断層の領域は、福岡県西方沖地震の発生から24時間後までの余震分布から北西端と南東端を決定し、両端点を結ぶ領域として設定された。
福岡県西方沖地震以前および地震後に行われた音波探査、反射法探査、海底地形調査などの調査でも、この領域で断層による明瞭な変位地形は発見されていない。「日本海南西部の海域活断層の長期評価」(2022年発行)に際して行われた調査でも同様であった。地震直後の調査で、震源域の海底面や地層にわずかな段差や撓みは認められたものの、その成因や活動性を明らかにできるようなものではなかった。縦ずれ成分の少ない横ずれ断層では音波探査による変位等の検出が難しく、海域調査の難しさもこれに拍車をかけていると考えられている。
地震調査委員会によれば、断層面の深さは最深で約15 km、走向はN60°W(真北から西に60度)で、ほぼ直線だが、北西端付近と南東端付近はやや時計回りに屈曲している。左横ずれ断層である。
近隣の断層との関係 石堂-海の中道断層 警固断層帯の北東近傍には、香椎線海ノ中道駅のすぐ北東を通り、警固断層とほぼ平行の走向を持つ、石堂-海の中道断層が存在する。警固断層帯と西山断層帯のほぼ中間に位置する。『福岡地域の地質』地質図幅説明書(1994年)では、この断層は「活断層ではない地質境界断層」とされた。その一方、2012年に行われた博多湾東部の音波探査では、このうち海の中道断層(海の中道の陸上部で確認されている区間)の南東延長に活断層が確認され、その調査に関する文部科学省・九州大学による2013年の報告書では、石堂-海の中道断層の特に西側の部分は活断層と推定された。
上記探査では、福岡県西方沖地震の余震域のうち、東部にやや離れて存在する余震域で活断層が確認されている。その一部は、海の中道断層の延長部だと考えられている。
小呂島近海断層帯 小呂島付近を通り、警固断層帯北西部(2005年の福岡県西方沖地震の余震域)の北側から東側にかけての海域に伸びる活断層。走向は北西-南東方向で、南東側の「東方沖区間」が約28 km、北西側の「北西沖区間」が約31 kmの総延長63 kmである。「日本海南西部の海域活断層の長期評価」(2022年発行)で新たに活断層として評価対象となった。
警固断層帯北西部の北東側には、平行に走る長さ約14 kmの断層が存在するが、この区間は小呂島近海断層帯北西沖区間の南端部である。2007年の評価では、5 km以上を隔てていることから別の起震断層と判断されていた。
2022年の評価では、警固断層帯と近接しているため、今後の調査や研究によっては、警固断層帯を構成する区間になる可能性もあり、「一連の活断層帯である可能性を否定できない」とされた。
この断層帯は、旧原子力安全委員会が玄海原子力発電所のアセスメントで検討した壱岐北西沖の断層群と、ほぼ重なる領域に設定された。アセスメントでは、断層群の走向が一定ではないため連続性が乏しいこと、警固断層帯北西部の北西端には断層の端部に特徴的なスプレー(分岐)構造がみられることなどから、警固断層帯と壱岐北西沖の断層群は連続しないと結論付けていた。
その他 警固断層帯北西部の北西端付近には、長さ5 km未満の短い断層が複数存在する。地震調査委員会の2007年の長期評価では、この断層は警固断層帯に含められると判断されたが、延長が短く副次的な断層とされて、詳細な評価は行われていない。
警固断層帯北西部の約5 km北側の玄界灘には、志賀島沖断層がある。走向は北北西でほぼ平行、変位も同じ左横ずれで、別の断層と判断されてはいるものの「産業技術総合研究所 活断層データベース 起震断層・活動セグメント検索 志賀島沖断層」、2015年4月5日閲覧、関連性について議論がある。
このほか福岡県北西部には、警固断層とほぼ平行の北西-南東に走向を持つ活断層が複数存在する。警固断層の約15 km東側には宇美断層、約40 km東側には西山断層(西山断層帯)、また約15 km南側には日向峠-小笠木峠断層帯がある「福岡県の地震活動の特徴」地震調査研究推進本部、2015年4月5日閲覧。
過去の活動 地震調査委員会の長期評価(2007年)によれば、断層帯南東部の警固断層では、少なくとも2回にわたる活動が確認されている。最も新しいものは約3,400年 - 4,300年前、次に新しいのは約7,400年 - 8,900年前。この2つの平均から、活動間隔は約3,100年 - 5,500年と推定されている。地震1回あたりのずれの量は断層の長さから2m程度と推定されているが、平均変位速度は分かっていない。
一方、断層帯北西部では、2005年の福岡県西方沖地震が最新の活動であることが確認されているが、それ以前の活動は不明で、活動間隔も分かっていない。地震1回あたりのずれの量は、2005年の地震の際の観測に基づいた断層破壊過程の解析結果から2m程度と推定されているが、平均変位速度は分かっていない。
推定される次の活動と被害 地震調査委員会の長期評価(2007年)によれば、断層帯南東部の警固断層と断層帯北西部は、過去の活動時期が異なることから、今後も2区間に分かれて活動すると考えられる。
大地震が発生した場合、断層帯南東部の警固断層では、断層の長さに基づいて、ずれ2m程度(左横ずれ)、規模はマグニチュード7.2程度と推定されている。確率評価としては、今後30年以内に0.3 - 6%(2007年時点)、今後100年以内では0.9 - 20%(2007年時点)という値が示されている。この値は、日本国内の活断層の中では「地震発生の可能性が高いグループ」に属する。ただし留意点として、2005年の地震活動による応力変化などが南東部の警固断層の活動を促進するという調査結果も報告されており、この値よりも高くなっている可能性があるとしている。
一方、断層帯北西部では、2005年の地震と同程度の、ずれ2m程度(左横ずれ)、マグニチュード7.0程度と推定されている。2005年に地震が発生しているため近い将来に大地震が発生する可能性は低く、確率評価としては、近い将来(今後30年、100年)でほぼ0%(2007年時点)という値が示されている。
なお、現時点では確率が低いものの、遠い将来においては2区間が同時に活動する可能性を否定できず、その場合はマグニチュード7.7程度になると推定される。
南東部の警固断層については、2008年に地震調査委員会が地震動評価を発表している。これによれば、予測モデルによっては最大で震度7に達し、福岡市を中心とする低平地の広い範囲や久留米市付近で震度6強、筑紫平野の広い範囲で震度5強以上となると推定されている。
小呂島近海断層帯との連動 地震調査委員会の長期評価(2022年)によれば、小呂島近海断層帯が活動した場合の地震の規模は、北西沖区間でマグニチュード7.3程度、東方沖区間でマグニチュード7.2程度と推定されている。また福岡県の2026年の想定によれば、全区間が活動した場合の規模はマグニチュード7.8(モーメントマグニチュード7.0)程度と推定されている。
また福岡県は、警固断層帯のうち南東部と小呂島近海断層帯(北西沖区間+東方沖区間の全域)が連動して活動する可能性があるものとして、2026年に被害想定を行っている。断層の長さは86 kmに達し、規模はマグニチュード8.1(モーメントマグニチュード7.3)が推定されている。警固断層帯北西部は2005年に動いたことから除外された。その被害は死者約2,400人、建物全壊約4万5千棟と試算されている。
地震対策 福岡市は独自の施策として、警固断層周辺の地域で、高さ20m以上の建物を新築または全面改築する場合、耐震基準における地域係数を建設省告示の0.8(福岡県)から1.0に引き上げることを求める条例を2008年10月から施行している。ただし、義務化すると市の補助金が必要となり多大なコストが掛かると考えられたことから、あくまで努力義務に留めている。2015年1月までの約6年間、対象となった177棟のうち条例に従ったのは53棟(約3割)である読売新聞 西部版 朝刊、2015年2月23日付。2025年初めまでの間でも、482棟中124棟(3割弱)となっている。
恩恵 福岡市南区には、1970年代に掘削により開発された博多温泉があり、警固断層に沿った低重力帯に位置している。酸素同位体・水素同位体の分析により、その源泉には、脊振山地や三郡山地を経由して地下に浸透した雨水が含まれていて、断層を通して湧出していると考えられている。また、古湯である二日市温泉(筑紫野市)も警固断層に沿う低重力帯の近傍に位置している。
参考文献
(地理院地図閲覧ページ)
脚注 注釈
出典
関連項目 日本の断層一覧#福岡県
外部リンク 地震調査研究推進本部 福岡県の地震活動の特徴 産業技術総合研究所 活断層データベース 起震断層・活動セグメント検索 警固起震断層 国土地理院 都市圏活断層図 160 「福岡(改訂版)」「甘木」ほか