千島海溝（ちしまかいこう）とは太平洋北西部、カムチャツカ半島南部に発し、千島列島南岸に沿って北海道南東部に至る海溝。千島・カムチャツカ海溝とも呼称される。その延長はさらに南の日本海溝に連なる。水深は大部分が7,000m以上で、最も深い所は海面下9,550mになる。北端はベーリング島南西沖付近で、ここで東に連なるアリューシャン海溝と接している。太平洋プレートが北アメリカプレート（オホーツクプレート）の下に沈み込むことで形成されている。千島海溝を形成するプレート沈み込み帯やその周辺では、周期的にマグニチュード8クラスのプレート間地震やアウターライズ地震、スラブ内地震が発生する。19世紀以降のおもな地震として以下のものが挙げられる。一つの地震サイクルにおいて、プレート境界型巨大地震の震源域はお互いに重ならないように発生をしている。近年のサイクルは1952年十勝沖地震(M 8.2)から始り、1963年択捉島沖地震(M 8.1)、1968年十勝沖地震(M 7.9)、1969年北海道東方沖地震(M 7.8)、1973年根室沖地震(M 7.4)と発生し、第一種地震空白域を埋め終了した。なお、2003年十勝沖地震(M 8.0)は新たなサイクルの始まりと考える研究がある。また、2003年十勝沖地震の震源域では、1990年頃から第二種地震空白域が形成されていた。根室半島沖地震と十勝沖地震が連動することでM8からM9クラスに迫る巨大地震となる可能性があることも指摘されている。津波堆積物などから過去には2500年間に5回、約500年間隔で連動型地震による巨大津波が発生したと推測され、最新のものは17世紀に発生したとみられる。北海道大学の平川一臣（自然地理学）によると1611年の慶長三陸地震がこれに該当し、北海道東部でこの地震によるとみられる15 - 20mの津波が到達した痕跡があることなどから、これまで定説となっていた三陸沖を震源とする日本海溝沿いの地震でなく、千島海溝沿いにあたる北方領土の色丹島沖から襟裳岬沖までの範囲によるM9規模の超巨大地震であった可能性が高いという新説を発表している。

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