プレートの沈み込みで地震が起こる仕組み

このレッスンの役割

ここは「プレート運動と地震・火山」セクションの3 / 6です。前のレッスンでは、日本の東・南にある海側プレートが海溝やトラフから陸側プレートの下へ沈み込む立体構造を読みました。今回は、その非常にゆっくりした運動が、なぜ短時間の大きな揺れを生むことがあるのかを説明します。

今回完成させる力は、「沈み込み→固着→ひずみの蓄積→急なずれ→地震波」という因果を、断面図と自分の言葉で説明することです。ここでは代表例としてプレート境界で起こる地震を扱います。すべての地震が同じ場所・同じ仕組みで起こるわけではありません。

おすすめの学び方は、用語を順番に暗記することではありません。各段階で「何が動き続けるか」「どこが動きにくいか」「何がたまるか」「何が急に変化するか」を確かめてください。

プレートは一年に数cmほどのゆっくりした速さで動きます。それなのに、地震では地面が数十秒から数分ほどの短い時間に強く揺れることがあります。ゆっくりした動きが、どうして突然の動きへ変わるのでしょうか。

まず四つの言葉を区別します。

言葉	このレッスンでの意味
沈み込み	海側プレートが陸側プレートの下へ入っていく運動
固着	プレート境界の一部が摩擦などでくっつき、簡単にはずれない状態
ひずみ	岩盤が押されたり引かれたりして、元の形から少し変形した状態
急なずれ	たまったひずみに耐えられなくなり、境界や岩盤が短時間に動くこと

地震は「プレートどうしがぶつかった瞬間に毎回起こる」のではありません。プレートは動き続けますが、境界の固着した部分はすぐには動きません。その差によって岩盤が少しずつ変形し、ひずみがたまります。

次の模式図は、プレート境界地震が起こるまでを四段階で示しています。矢印はプレート運動、曲がった陸側プレートはひずみ、星印は急なずれが始まる場所を表します。

因果を一文ずつつなぎます。

ゆっくりした動きそのものが急に速くなるというより、「動きにくい場所が長く変形をため、限界で急にずれる」と考えるとつながります。輪ゴムを引き伸ばす例は、エネルギーがたまって急に戻る感覚には役立ちますが、実際の岩盤や境界の複雑さをすべて表すわけではありません。

震源の深さを色分けした断面資料で、海溝から陸側へ向かうほど震源が深くなる帯が見えたとします。

この資料からは、沈み込む海側プレートの形に沿って、地下の地震が分布していると考えられます。ただし、すべてがプレート境界そのもので起きるとは限りません。沈み込むプレートの内部や、陸側プレートの浅い部分で起こる地震もあります。

説明例：「海溝付近では震源が浅く、陸側へ行くほど震源が深くなる。これは、海側プレートが海溝から陸側プレートの下へ斜めに沈み込む形と対応している。」

資料問題では、次の三段階で書きます。

見慣れない断面図で海溝の左右が逆になっていても、暗記した「右下がり」に頼ってはいけません。海側はどちらか、海溝はどこか、震源はどちらへ深くなるかを確認します。沈み込みの向きが反対なら、震源の帯の傾きも反対になります。

また、「地震が起こるとプレートの動きは終わる」という説明は誤りです。一回の地震で解放されるのは、その場所にたまったひずみの一部です。プレート全体の長期的な運動は続きます。この区別ができると、地震の発生を一回だけの衝突ではなく、長い時間の変化として捉えられます。

確認1：ゆっくりした沈み込みから地震までを四語以上で説明しよう

沈み込みが続く一方、境界の一部が固着し、陸側プレートにひずみがたまる。限界をこえると急にずれ、地震波が広がる、と説明します。

確認2：「プレートがぶつかった瞬間に毎回地震が起こる」は正しい？

正しくありません。固着してすぐ動けない部分にひずみが蓄積し、限界で急にずれる段階があります。

確認3：海溝から陸側へ震源が深くなる資料は何を示す？

海側プレートが海溝から陸側プレートの下へ斜めに沈み込み、その形に沿って地震が分布することを示す証拠になります。

プレート境界地震は、沈み込みが続く一方で固着部分にひずみがたまり、限界で急にずれて地震波を生む現象として説明できます。ゆっくりした長期運動と、短時間の急な破壊をつなぐ鍵が「ひずみ」です。次は同じ沈み込みが火山の並びとどう関係するかを、海溝・水・マントル・マグマ・火山の位置関係から考えます。

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