プレートテクトニクスとは、地球の外側の硬い殻が大きな動くプレートに分かれているという考え方です。これらのプレートが離れたり、ぶつかったり、すれ違ったりすることで、地震帯、山脈、海溝、そして多くの火山といった地球上の大きな地形や現象が生まれます。
ひとつだけ覚えるなら、これです。プレートテクトニクスで最も大切なのは相対運動です。ある地域を理解したいなら、プレート同士が互いにどう動いているかを考えましょう。
テクトニックプレートとは何か
テクトニックプレートとは、地球のリソスフェアの大きな断片です。リソスフェアには地殻と、そのすぐ下の硬い上部マントルが含まれます。プレートは海洋地殻を運ぶこともあれば、大陸地殻を運ぶこともあり、その両方を含むこともあります。
重要なのは、プレートが地質学的な長い時間スケールでひとまとまりとして動くことです。大陸が変化しない海底の上を単独で漂っているわけではありません。大陸は、動くプレートの一部なのです。
プレート境界の3つのタイプ
発散境界: プレートが離れる
発散境界では、2つのプレートが互いに離れていきます。これは中央海嶺でよく見られ、海嶺の下で高温の物質が上昇して融けることで、新しい海洋地殻がつくられます。
ここで起こる地震は、ふつう浅い地震です。火山活動もよく見られますが、沈み込み帯の上で起こる火山活動ほど爆発的でないことが多いです。
収束境界: プレートが近づく
収束境界では、プレート同士が互いに近づきます。その先に何が起こるかは、関わる地殻の種類によって変わります。
海洋プレートが別のプレートに出会い、その下へ沈み込む場合、この過程を沈み込みといいます。沈み込み帯では、深い海溝、強い地震、多くの火山が見られます。一方で、2つの大陸が衝突する場合には大きな山脈帯が形成されることがありますが、広い範囲の弧状火山活動が必ず起こるわけではありません。
トランスフォーム境界: プレートが横にすれ違う
トランスフォーム境界では、プレート同士が水平方向にすれ違います。これらの境界は、応力が断層に沿って蓄積し、その後に急に解放されるため、特に地震でよく知られています。
トランスフォーム境界では、ふつう大規模な地殻の生成や消滅は起こりません。主な特徴は、水平方向の運動と地震活動です。
プレートはなぜ動くのか
プレートの運動は、地球内部の熱によって駆動される過程と関係していますが、ひとつの単純な力だけで説明する必要はありません。地球科学者は、マントル対流に加えて、スラブプルやリッジプッシュのような重力に関係する効果もあわせて議論します。
それらの効果のどれがどれだけ重要かは、テクトニックな場によって異なります。たとえば、沈み込むスラブは強い引っ張る力を及ぼすことがありますが、そのしくみが当てはまるのは沈み込みがある場所だけです。
具体例: アンデス山脈とペルー・チリ海溝
現実のわかりやすい例として、南アメリカ西岸にあるナスカプレートと南アメリカプレートの境界があります。これは収束境界です。
ナスカプレートは海洋プレートで、南アメリカプレートに向かって動いています。海洋リソスフェアは一般に大陸リソスフェアより密度が大きいため、この場所ではナスカプレートが南アメリカプレートの下に沈み込みます。このひとつの運動パターンだけで、いくつもの主要な特徴を同時に説明できます。
- プレートが下向きに曲がる場所に沖合の海溝ができる
- プレートが固着し、すべり、変形することで地震が起こる
- 沈み込むスラブの上でマグマが生成され、アンデスの火山活動を支える
- 圧縮によって山脈帯の形成と隆起が進む
これが、プレートテクトニクスが有用な理由です。ひとつの運動パターンで、地形、地震、火山活動を結びつけて説明でき、ばらばらの事実を暗記するより覚えやすくなります。
なぜ地震はプレート境界の近くで起こるのか
プレートはどこでもなめらかに動くわけではありません。境界の一部は摩擦によって固着し、その間も別の場所では運動が続くため、時間とともに応力が蓄積します。岩石がついに破壊されたり、断層がすべったりすると、その蓄えられた弾性エネルギーが地震として放出されます。
境界のタイプによって、地震の起こり方にも違いがあります。発散境界では浅い地震が多い傾向があります。沈み込み帯では、一方のプレートがマントルへ沈み込むため、浅発地震・中発地震・深発地震が起こりえます。トランスフォーム境界では、横ずれ断層に沿った浅い地震が中心です。
プレートテクトニクスでよくある誤解
大陸が単独で動くと考えること
現代のプレートテクトニクスでは、大陸はプレートに埋め込まれているために動きます。動く単位はプレートです。
すべての収束境界で火山ができると思い込むこと
火山弧は沈み込みが起こる場所ではよく見られます。しかし、すべての大陸衝突で期待される結果ではありません。
地震はプレート境界でしか起こらないと思い込むこと
大きな地震の多くはたしかにプレート境界の近くに集中しますが、プレート内部で起こるものもあります。境界の地図で多くのことは説明できますが、すべてではありません。
プレートの速さだけが重要だと考えること
プレートの速さは重要ですが、境界のタイプ、岩石の性質、断層の形状、プレートが固着しているかどうかも、地震や火山のパターンに影響します。
プレートテクトニクスはどこで使われるか
プレートテクトニクスは、地震帯、火山弧、津波リスク、造山運動、海洋底拡大、そして大陸と海洋の長期的な進化を解釈するために使われます。また、どの種類の境界かを知ることで起こりやすい現象を絞り込めるため、災害評価の実用的な出発点にもなります。
自分でも試してみよう
世界地図でひとつのプレート境界を選び、3つの問いを立ててみましょう。プレートは離れているのか、近づいているのか、それともすれ違っているのか。そこにはどんな地表の特徴ができるはずか。どのような地震が起こると予想されるか。この短い確認だけでも、概念がしっかり頭に残ることがよくあります。