武蔵野台地は東京低地より地震に弱い?! 産総研・3次元地質地盤図がひっくり返す地盤の常識

東京23区の東半分は東京低地といわれる沖積低地、西半分は武蔵野台地といわれる台地から成っている

これまで台地、つまり高台は地盤が固く地震には強いといわれてきた。東京都でいえば23区の西半分にあたる武蔵野台地である。逆に東半分にあたる東京低地は地盤が軟らかくて地震の揺れが大きくなるため、地震に弱く、かつ水害の危険もあるとされてきた。

もちろん、実際にどのような地震の被害が生じるかは地盤の固さ軟らかさ以外にも他のさまざまな要因が絡むため、単純には言えない。だが、ここでは論旨を分かりやすくするため、地盤の固さ軟らかさを根拠に、以下、地震に強い、弱いという表現で説明をする。ご理解いただきたい。

ところが、水害の危険については変わりはないものの、東京低地でも地震に弱い場所ばかりではないことが分かり、強いはずの武蔵野台地にも東京低地並み、あるいはそれ以上に弱い場所があることも分かった。それを教えてくれたのは2021年5月に国立研究開発法人産業技術総合研究所地質調査総合センター地質情報研究部門（以下、産総研）が公開した東京都心部の3次元地質地盤図である。
https://gbank.gsj.jp/urbangeol/index.html

数万点の既存ボーリングデータから地下の地層の3次元的な広がりを解析。基準となる地層区分を設定するために新たなボーリング調査（赤い点）を行った

2011年の東日本大震災以降、地盤リスクへの関心の高まりを受けて、産総研ではボーリングデータ（地盤調査の結果）の一元化による詳細な地質情報の整備を進めてきた。具体的には自治体が保有する既存のボーリングデータを集約、そこに産総研独自のボーリングデータを加えて地下の地質をWeb上で3次元で読みとこうという試みである。

すでに2018年3月に千葉県北部地域については公開しており、続いて公開されたのが東京都心部。首都直下型地震が起きる可能性を考えると、人口の多い地域から最新の情報を公開、注意を呼び掛けていきたいという意図である。

実際の作業は東京都土木技術支援・人材育成センターが持つ東京の公共工事のボーリングデータ数万点を地図上に立体的に表示。また、20地点でボーリング調査を行って、地層の堆積年代や堆積環境を調べ、基準となる地層の区分を設定。その地層区分をもとに公共工事のボーリングデータへ地層の対比・追跡を行い、独自技術で地層境界面を推定、3次元地質モデルを作成したという。

言葉で書くと簡単そうだが、32キロ×32キロの東京都心部に対して数万点プラス20点のボーリングデータである。等分に調査されたわけではなく、点在するものから面を想定するのは大変な作業だっただろうと推察する。専門家4人がかりで全体では4年かかったというのも無理のない話である。

東京低地の地下にある埋没谷。軟らかい沖積層で埋められている。谷の深さは場所によっては－80ｍに達し、東京低地から湾岸エリアにかけて広がっている

この作業の結果、東京都心部には2種類の埋没谷があることが分かった。ひとつは東京低地である。現在の東京低地もゼロメートル地帯があるなど標高が低い場所だが、さらにその地下には約2万年前の寒冷な氷期に形成された谷を埋めるように、沖積層と呼ばれる、主に泥層からなる新しく軟らかい地層があるのだ。

しかも、この埋没谷の深さは必ずしも一定ではない。もっとも深いところでは－80mもあるが、浅いところでは－10mほど。当然、地震の際の揺れ方も深いところと浅いところでは異なるわけで、一口に東京低地といっても本当に弱いところと、それほどでもない場所があることになる。例えば上野、秋葉原や小岩駅から東側あたりは低地といわれながらも場合によっては台地よりも地震に対しては強いかもしれないのである。

左側の「平面図の選択」プルダウンで「沖積層基底面」を選択、不透明度を50％前後にすれば地名も谷の深さも両方見られるようになる

では、具体的にどこがどのくらいの深さなのか。それを知るためには都市域の地質地盤図のうち、東京都区部の表示を選択し、まずは東京都23区の平面図を表出させる。左側に平面図の選択というボックスがあるので、そこで「沖積層基底面」を選択すると約2万年前にできた埋没谷の一番深い部分が出てくる。東京の下町だけでなく、湾岸部をぐるりと取り囲むような谷である。

地名を読むためには平面図の選択の上にある「不透明度」がポイント。100％にしておくと地名の文字が出ないので、左にスライドして50％前後を選択すると地名も深さも同時に見られるようになる。どこが深くて、どこが浅いか、この状態なら細かく見られるはずである。

武蔵野台地の下にある埋没谷。大きな谷が2つ、それ以外にも小さな谷が点在している

もう1種類の谷は荒川と多摩川の間に広がる武蔵野台地の下にある。地盤が固く地震には強いといわれてきた武蔵野台地の地下にも軟らかい地盤がけっこうな広さで存在しているのである。

特に大きな谷が2つある。ひとつはお屋敷街として名高い田園調布の西側から等々力、上野毛、瀬田、祖師谷大蔵、成城と世田谷区のかなりの部分を占めるもの。以前から地盤の専門家の間では世田谷区には軟らかい地層があることは知られていたそうで、それが今回、検証されたわけである。

過去の海水面の変動を表したグラフ。一番左、つまり一番最近の氷期に作られた谷が沖積層で埋められた東京低地、その前の氷期で作られ、その後の下末吉海進で堆積した東京層に埋められた谷が武蔵野台地それぞれの地下に埋没している

もうひとつの大きな谷はより都心部にある。中央線の中野駅あたりから新宿、代々木、渋谷から恵比寿、大崎、高輪、鮫洲あたりにかけてのもので、海に近づくにつれ谷が深くなっているのが特徴である。また、この2つの谷の間の大田区、品川区内、また、港区、中央区や文京区にも小さな、独立した谷があるようだ。

東京低地の谷と武蔵野台地の谷の違いは作られた時期。東京低地の埋没谷は約2万年前に作られたものだが、武蔵野台地の地下の埋没谷はそれよりも古く、約14万年前に作られたものだというのだ。

「地球は過去45万年間で何度か氷期と温暖期（間氷期）を繰り返してきました。氷期になると水が凍って海水面が下がり、そこに谷ができます。その後、暖かい間氷期に氷が解けて海水面が上昇、入り江になった谷に軟弱な泥層が堆積したのが埋没谷です。そのうち、東京低地の埋没谷は約2万年前の最終氷期に作られ、縄文海進で埋められたもの。武蔵野台地上の谷はそれ以前、約14万年前に作られ、その後の下末吉海進で埋められたもので、こちらはその当時の多摩川の流路ではないかと思われます」（産総研地質調査総合センター　研究グループ長・中澤努氏）

武蔵野台地上の埋没谷を見るためには、都市域の地質地盤図のうちの「東京都区部の表示」を選択、東京都23区の平面図を表出させた後、平面図の選択で「東京層下部基底面」を選択する。それによって約14万年前にできた埋没谷の一番深い部分が見られるようになる。不透明度の選択は東京低地の項で書いた通りである。

これまで私たちは地上に見えている土地の高低で地震への安全度を考えていたが、地下に軟弱な埋没谷があると分かったことで、高いから地盤が固くて安全、低いから地盤が軟らかくて危険というこれまでの常識を考え直す必要が出てきた。

図は世田谷区の武蔵野台地の地盤を4つに区分、模式化したもの。これまでなら武蔵野台地というだけでどの地点でも同じように安全と思われた。だが、武蔵野台地上でも埋没谷の有無、武蔵野礫層の有無、関東ローム層の厚さなどにより、地震時の揺れは異なる。

それを表すのが模式図の上にある4つのグラフ。これは地震動の増幅特性を簡易的に評価する常時微動観測のH/Vスペクトルといわれるもの。ここで注意したいのは横軸にある周波数だ。この数値のピークが1Hz～2Hzとやや低周波にある場合には木造住宅に被害を与えやすい。特に1Ｈzの揺れは木造住宅を大きく揺らすキラーパルスなのである。

模式図で見ると中央の2つのグラフで1Hz～2Hzにピークがみられ、埋没谷の上は武蔵野台地といえども、東京低地と同じく木造住宅にダメージを与えやすい揺れが発生することが分かる。さらに中央の2つのうち、右側のグラフでは1Hzに非常に高いピークが来ていることも分かる。この違いは武蔵野礫層の有無、関東ローム層の厚さの違いである。

「関東ローム層は軟らかい割には建物を支える力＝地耐力があり、木造住宅をはじめ低～中層建築物の支持層としてよく利用されていますが、軟らかいので地震の揺れは増幅させます。厚いローム層がある地域では揺れが大きくなるのです。

東日本大震災時、栃木県では宇都宮市街地では被害があまり多くないのに、宇都宮市東部から芳賀町にかけての被害が大きかった。高台なのになぜ？という声が出ました。実は宇都宮付近の丘陵、段丘では関東ローム層が厚く、20ｍにも及んでいるところがあり、それが揺れを増幅したと考えられます」

これまで良い住宅地とされてきた関東ローム層の厚い地域は実は揺れに弱い地域だったのである。ちなみに武蔵野台地の関東ローム層は一般には数ｍという地域が多いが、多摩丘陵では20ｍほどの場所もある。

世田谷区の代表的な地盤4種類を模式化したもの。左から右へ標高が高くなると考えてもよい

高台が必ずしも地震に強いわけではないことに加え、低地のほうが強いこともある。もう一度模式図を見てみよう。図の一番下にある上総層群（かずさそうぐん：関東平野の基盤を作っている海成堆積層）、埋没谷基底の東京礫層（とうきょうれきそう：東京湾周辺に見られる礫層）は建物を支える支持層として使われる固い地層である。その上を場所によって厚さの違う東京層、関東ローム層が覆っているわけだが、そうした軟らかい層がのっていないとしたらどうだろう。固い層が地表面近くにあることになるのではなかろうか。

模式図には表現されていないが、世田谷区には多摩川沿いに低地がある。宇都宮の例でいえば鬼怒川沿いも同様に砂利の多い低地であり、関東ローム層はほとんどない。そうした場所では地盤は固く、実は地震には強い。揺れにくいのである。

「武蔵野台地上には川が削った谷底低地（こくていていち）などの低地があります。これまでは土地が低いから危険と思われていましたが、谷底低地の上流部では谷底の沖積層は薄いことが多く、台地の上部の関東ローム層や軟らかい東京層の泥層が削られて無くなっている分、支持層が地表面から近く、台地上よりも地盤が良いという可能性があります。谷だから弱いと思われていた渋谷も浅いところに固い支持層があり、実は揺れにくい場所なのです」

もちろん、低地の場合は地震で揺れにくかったとしても水害には弱い。これまで低地は地震にも水害にも弱いといわれてきたが、これからは水害は水害、地震は地震で別に考えるようにしないといけないのである。

これまでの常識をひっくり返し、新たな危険を教えてくれる産総研の3次元地質地盤図だが、これを消費者の観点で住宅購入時に活用するとしたらどうすればよいか。

どこに住むかを全く決めていない人なら、同図を参考に地震のリスクを検討し、合わせて各種ハザードマップからその他自然災害についても考えて場所選びすることをお勧めする。もちろん、それよりも利便性、懐具合を優先するという選択もあるが、その際でもどんな危険があるかを知っておくことは備えに繋がるはずだ。

マンションを探しているのであれば基礎杭の深さがその場にとって適切かどうかを考える際に役に立つ。特に東京低地の場合、基底面は60m、80mなどとかなり深い。だが、その下にある支持層まで杭が打たれていれば安心というものである。最近では支持層まで到達させなくても建物を支えることのできる摩擦杭などが採用されていることもあるが、その場合でも深さに合わせた対策が打たれているのかを質問、納得いく答えが返ってくるかを確認すれば、安全な計画であるかどうかは分かるというものである。

住む場所をある程度決めてあるのであれば、その場所の状況を確認、それに合わせた建物を考えるようにしたい。埋没谷があり、揺れやすいことが分かっているなら少しでも備えのある建物、暮らしをというわけだ。

ところで、ここまで平面図のみの説明をしてきたが、同図には柱状図、立体図、断面図もある。特に立面図は地下の地盤の固さを表すN値の分布が分かるなど住宅購入を考えている人にはお役立ちなのだが、プラグインが必要である上、今の段階では動作があまり早くない。記事が長大に渡ることもあり、今回は省略する。関心のある人は自分で動かしてみてほしい。

また、同図も含め、産総研ではさまざまな地質図を作っており、いずれも危険を考える際に役立つのだが、注意したいのはこうした地図は特定の地点の、ピンポイントでの危険あるいは危険がないことを表すものではないということ。土地の境界と違い、異なる地形、深さの境界には線があるわけではない。ぼんやりとこのあたりから違うという程度と考え、最終的には地盤調査などで確認をしてほしい。

今回の東京都区部に続き、2024年までには首都圏主要部をカバーする地質地盤図が公開される予定という。新たな危険が発覚することは恐ろしくもあるが、危険を知ることは命を救うために役立つことである。覚悟して研究の成果に臨みたい。


都市域の地質地盤図（産総研）
https://gbank.gsj.jp/urbangeol/index.html

立体図はこのような形で見られる。地盤調査の結果であるN値で表現されているので分かりやすい