相模トラフにおいてフィリピン海プレート沈み込みに伴って起きる関東地震は、M8程度の1923年関東地震タイプのものが約250年、そしてM8.2〜8.4の大きさを持つ1703年元禄関東地震のタイプでは約2,000年の長い発生間隔を持つと考えられている。二つの地震発生からまだ80年と300年しか経過していない現在では、同種の関東地震は当分起きないと考えても良いかもしれない。

東南海地震と東海地震
　　しかし一方で、伊豆・駿河湾トラフから南海トラフにかけての沈み込み帯では、ほぼ90〜110年の規則的な間隔でM8〜8.4クラスの巨大地震（東南海地震、南海地震）が繰り返し起きている。南海トラフの巨大地震は、断層セグメントを南海・東南海・東海の３つの地域に大別することができ、これらのセグメントでは同時あるいは短い期間で連続して破壊が進行することに特徴がある。
　　前回の1944年東南海地震と1946年南海地震からは既に60年が経過しており、今後30年以内には次の東海・東南海・南海震地震の発生はほぼ確実視してよい。しかも、前回の1944年東南海地震では、地震断層破壊が東海セグメントの手前で停止したために、割れ残った東海セグメントには1854年安政東海地震以来、150年間にわたって歪みが蓄積していることになる。東南海、南海地震のマグニチュード（M7.9〜8）が通常（M8.2〜8.4）より小さかったために、応力の解放が十分でなく、再来期間が短くなるとの議論もある。東海地震は単独でいつ起きてもおかしくなく、遅くとも次の東南海地震には同時に地震発生する。
　　1707年宝永地震（M8.4）や1854年安政東海地震（M8.4）のように、東南海地震と東海地震が同時に発生した場合には、断層破壊の進行方向にある関東平野の下には二つの地震の強い地震波が入射することになる。このとき、M8の規模を持つ巨大地震からはその長い（30秒程度以上）破壊の継続により、数秒以上の長い周期の地震動が強く放射される。長周期の地震動は減衰が小さく、遠距離を弱まることなく伝わり関東平野へと入射する。このように、巨大地震の揺れの振る舞いは、これまでの兵庫県南部地震や鳥取県西部地震で見たような、M6〜7クラスの内陸直下の地震とは大きく異なることに注意しなければならない。

　　　
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東南海地震と東海地震同時発生シミュレーション
　　東南海地震と東海地震の同時発生を想定した、関東平野の揺れの数値シミュレーションを行った。計算モデルには前述の西南日本モデルと関東平野の詳細な基盤深度分布モデル（山中・山田、2002）を組み合わせ、周期２秒以上の地震動を評価した。
　　図12に、1944年東南海地震（M8）と想定東海地震（M8）が同時に起きた場合（合計M8.2）の波動伝播シミュレーションの結果を示す。震源モデルには強震波形から推定されたKikuchi et al. (2003)の研究と中央防災会議の想定東海沖地震断層のすべり分布を用いている。
　　前回の東南海地震と同様に、潮岬を震源とし、東側に向けて断層破壊が進行することを考えた場合、破壊進行方向にあたる中部日本から南関東に向けて地震波の放射が強くなる。断層サイズが数十km以上になるM8クラスの巨大断層からは、数秒以上の長い周期の地震動が強く放射され、長い波群を形成しながら地表を伝播していく様子も分かる。2000年鳥取県西部地震で見られたように、大阪や名古屋などの平野では地震動が強く増幅されるとともに、震動が数十秒以上にわたって長く残る様子も確認できる。
地震動は関東平野に入射するとさらに強く増幅される。入射波が最初から長い波群を持っている上に、さらに平野の盆地端で新たに表面波が生成されることにより、何分にもわたって振動が継続する長い後続相が形成される。
　　この強震動の速度応答スペクトル（いろいろな固有周期（横軸）を持つ建物の揺れの大きさ（縦軸））を求めると、基盤深度が3,000mを超える東京の都心部では６秒から８秒での応答が大きく（図８）。そして東京湾の基盤の最深点を通って地震波が到達する千葉県側では９〜10秒付近での応答が大きくなることもわかる。　

　　　

　　参考のために、図８には1995年兵庫県南部地震の強震動（神戸大学、速度NS成分）を合わせて表示する。前に述べたように、神戸阪神地域の木造家屋に大被害を与えた兵庫県南部地震の強震動は周期１〜２秒に大きな応答を持っていた。また、振動の継続時間もせいぜい10秒程度であった。これに対して想定東海（東南海）地震の強震動は、周期数秒〜10秒に大きな応答を持ち、また３分以上にわたる長い継続時間を持つ。このように、海溝型の巨大地震は内陸地震とは全く異なった特性を持つ強震動を生み出すことに注意しなければならない。
　　シミュレーション波形の振動モードの解析から、後続相にはLove波に加えてRayleigh波も含まれていることがわかった。これまで伊豆半島沖で起きた、浅い横ずれ断層の地震では、関東平野において周期５〜８秒Love波が強く励起されることが議論されている（たとえば、Koketsu and Kikuchi, 2000）。しかし、東海（東南海）地震のように、低角逆断層型のメカニズムを持つプレート境界地震では、Love波を作るSH波と同時にRayleigh波の生成に寄与するSV波も強く放射されるために、関東平野では２つの表面波が強く生成されると考えられる。
　　このような２種類の表面波が関東平野で強く生成されるという事実は、震源の位置とメカニズムによって関東平野の強震動の特性（卓越周期、振動方向、継続時間）が大きく異なる可能性を示唆している。すなわち、平野の各地点に固有の地震動の卓越周期というものは存在せず、地震によってこれが大きく変動すると考えるのが適切であろう。