連動型地震（れんどうがたじしん）とは、複数のプレート間地震（海溝型地震）、あるいは大陸プレート内地震（活断層地震）が連動して発生するとする仮説である。連動関係にある地震はほぼ同時に発生する場合だけでなく時間差を置いて発生する場合があり[注 1]、時間差を伴う場合も「連動」（広義の連動型）と称することがある[2][3]。また、このような連動関係にある複数の地震は、通常の地震における再来周期より短い時間差で発生する[4]。一方、連動型地震自体の再来間隔は通常の海溝型地震と比較して長期となる特徴がある[5]。
概要

プレート境界型地震では特に長大な震源域をもつ超巨大地震が発生することがあり、これは通常は海溝沿いの個別のセグメントで起こっている固有地震が、時として複数のセグメントに渡って連動することで断層破壊が進展していく連動型地震で説明できるとされる[6]。また、海溝型地震・活断層型地震にかかわらず地震の発生には断層のずれ（破壊）が大きく関わっているとする仮説では、連動型地震はこの破壊が固有震源領域に留まらず複数の震源領域（広範囲）に及ぶケースである[7][8]。T.レイおよび金森博雄 (1982) は、世界の沈み込み帯を4つのカテゴリに分類し、そのアスペリティの空間分布の違いから連動型の巨大地震が起りやすい場所と起こりにくい場所があるとする、アスペリティモデルを提唱した[9]。ただし、連動型地震では沈み込みが一定の速さで進むことで固着領域で破壊が生じるとされるアスペリティモデルに当てはめられないケースがあり、例えば後述の東北地方太平洋沖地震では本震あるいは前震の前に断層の沈み込みが起きておらず、本震発生後には再び沈み込みが再開されるといった断続性が確認されている[10]。

複数の地震が連続してほぼ同時に発生する場合は、単独地震に比べて震源域が広大であるため巨大地震となる場合が多い[注 2]。また、ほぼ同時に発生した連動型地震では隣接する震源域を破壊していくが[11]、連動関係にある地震に時間差がある場合でもそれらの地震の震源域は隣接するか、重複する傾向にある[4]。なお、連動型地震とは複数の海域が同時に動いたり同じあるいは近接する断層上でずれの範囲が拡大していくことに起因する地震の連動性を指し、本震の震源域（余震域）から離れた場所で地震が誘発される誘発地震（地震の誘発性）とは区別される[12]。

マグニチュード (Mw) 9以上を記録した2004年のスマトラ島沖地震や2011年の東北地方太平洋沖地震は複数震源領域における連動型地震であるとする見解がある[4]。また、南海トラフの地震である東海地震、東南海地震、南海地震は過去の記録や地質調査などから連動して発生する可能性が高いとみられており、さらに千島海溝・琉球海溝等における地震でも地質調査や津波のコンピューター・シミュレーションなどにより過去に連動して発生した可能性が指摘されている。
海溝における連動型地震
日本近海
千島海溝「日本海溝・千島海溝周辺海溝型地震」も参照千島海溝の位置（赤線）
千島海溝連動（十勝沖 + 根室半島沖）
北海道太平洋側南東沖の千島海溝では津波堆積物の分析により、過去に十勝沖地震と根室半島沖地震が連動することでM9規模の巨大地震が発生した可能性がある[13]。産業技術総合研究所（産総研）とアメリカ地質調査所（USGS）は、プレートテクトニクスに基づくコンピューター・シミュレーションにより、連動によるものとみられる巨大津波痕は2500年の間に5回、約500年間隔で残されており、最新のものは17世紀に発生したと発表している[14]。また、北海道大学らの調査により道南の森町で同時期のものとみられる津波堆積物（津波高は推定5m以上）が発見された。このことから従来の十勝沖と根室沖の連動だけでは説明できないとし、震源域は三陸沖北部の青森沖まで達していた可能性があると平川は主張している[15]。
1952年十勝沖地震 + 1968年十勝沖地震（三陸沖北部地震）
1952年十勝沖地震 (Mw 8.1) の直後に、1968年十勝沖地震 (Mw 8.2/※正確には三陸沖北部地震に該当) の破壊領域の南端部・三陸沖で地震（余震）活動が活発化した。その後に起きた1968年十勝沖地震は、その活動領域と1952年十勝沖地震の余震域の間を埋めるようにして発生したことから、2つの地震（十勝沖地震と三陸沖北部地震）の震源域が連動して動くケースも想定され、その場合にM9規模の地震となる可能性を指摘する研究もある[16]。
日本海溝日本海溝の位置（赤線）「三陸沖地震」および「日本海溝・千島海溝周辺海溝型地震」も参照

2011年の東北地方太平洋沖地震は、日本海溝の三陸沖から茨城県沖までの南北500km、東西200kmの震源域において、最大滑り量約20mの規模で3つの断層が極めて短時間のうちに連動して破壊されたことにより、日本における観測史上最大の規模 Mw 9.0となり、地震調査研究推進本部が想定していた固有地震域である「三陸沖中部」、「宮城県沖」、「三陸沖南部海溝寄り」、「福島県沖」、「茨城県沖」、および「三陸沖北部から房総沖の海溝寄り」[17]の6つの震源域を包括する超巨大地震となった[18][注 3]。

T.レイ (1982) らのアスペリティモデルでは、日本海溝は「カテゴリ3」に属し、この沈み込み帯では各セグメントに複数の小さいアスペリティが存在し、それらがあるときは個別に滑り、時として複数のアスペリティが同時に動くとされたが、複数のセグメントが連動して巨大地震になることは殆どないとされていた[9]。しかし、この日本海溝沿いで発生した本地震は複数のセグメントにまたがる巨大地震であり、従来のアスペリティモデルに囚われていたことが本地震を想定できなかった一因ともされる[19]。また本地震では3か所の大すべり域が確認されるが、断層滑り分布から従来想定されていた宮城県沖、福島県沖など個別のアスペリティは見い出せないとしている[18]。

なお、この地震では離れた地域における誘発地震も発生している。

この地域では過去にも同様の規模の地震が発生した可能性が指摘されており、869年の貞観地震は岩手県沖から福島県沖、あるいは茨城県沖の震源域をもつ連動型巨大地震であったと推定されている[20]。これは福島県と宮城県沿岸で従来発見されていた津波堆積物が岩手県沿岸でも発見されたことなどが根拠となっている。

1793年の寛政地震は、推定される震度分布から宮城県沖地震の一つとされているが、三陸海岸で1978年宮城県沖地震を上回る2-5m程度の津波があったと推定され、地震調査研究推進本部が想定する「宮城県沖」の震源域に加えて、その海溝寄りの「三陸沖南部海溝寄り」の震源域も連動した地震と評価されている[21]。しかし、この地震の震源域には諸説あり、1897年の地震に似ているとする説[22]、あるいは震源域の拡がりが東北地方太平洋沖地震に似ており M 8.5-8.6程度になるとも考えられている[23]。