地震や火山活動の発生に深く関わるプレートテクトニクス。世界で発生する地震の約1割が日本で起きているのには、互いに押し合う複数のプレートが関係しているのです。自然災害のメカニズムを紐解き、私たちの暮らしに潜むリスクを未然に防ぎましょう。
そこで本記事では、プレートテクトニクスとはどんな説かについて詳しく解説します。プレートと関連する地質現象や、巨大地震への対策も掲載しているので、プレートの仕組みを理解して日常生活に活かしたい方は、ぜひ最後までご覧ください。
プレートテクトニクスとは
プレートテクトニクスとは、地球の表面を覆うプレートの動きによって地質現象が発生していると考える説です。プレートテクトニクス理論は、1965年にカナダの物理学者「ジョン・ツゾー・ウィルソン」によって打ち出されました（※1）。
地球を覆う10数枚のプレートは、それぞれ違う方向に年間数cmずつ動いています。実際にGPSを利用して、プレートに乗る大陸の移動が確認されています。ただし、プレート運動の原動力や、他の惑星にプレート運動が存在しない理由などは、未だ解明されていません。
※1参考：北海道大学オープンコースウェア「第19章 科学の革命 プレートテクトニクス」
ウェゲナー「大陸移動説」の復活
プレートテクトニクスの基になったのは、気象学者のアルフレッド・ウェゲナーが提唱した大陸移動説です。ウェゲナーや支持者たちは、以下のような証拠を集め、一つの巨大な大陸が分裂し、長い時間をかけて現在の各大陸ができあがったと提唱しました。
- 南アメリカとアフリカを大陸棚でつなげると、一致する部分が多い
- 諸大陸にまたがって、同じ動物や植物の化石が発見されている
- ブラジルの火山岩とアフリカの岩石が似ている
- 南半球とインドで、氷河の移動が確認できる地層がある
しかし、大陸移動の原動力が解明できなかったために、大陸移動説は廃れていってしまったのです。時が経った1950年代中頃、音響探査によって各大海に海底山脈「中央海嶺」が発見されました。地磁気が海嶺を挟んで逆転しており、大陸移動説で唯一説明できたのです。
そして、1965年にプレートテクトニクスとして、大陸移動説は復活を果たしました。
プレートテクトニクスが示すプレートの一生
プレートテクトニクスでは、海嶺で生まれたプレートがマントル対流によって移動し、海溝に沈んで消滅するとしています。約3億年前には地球にあるプレートは1つでしたが、分裂と移動を繰り返して現在の大陸を形成しているのです。
- 地質現象の原因「プレート」
- プレートを動かす原動力「マントル対流」
- プレートが生まれる「海嶺」
- プレートが沈み込む「海溝」
プレートの一生に関わるそれぞれの要素について、詳しく見ていきましょう。
地質現象の原因「プレート」
プレートテクトニクスの主役であるプレートとは、地球の表面を覆う巨大な岩盤です。地球の表面は、大きく分けて14〜15枚のプレートによって構成されています。プレートは、海洋プレートと大陸プレートの2種類に分けられ、地質現象の要因になっているのです。
| 海洋プレート | ・海底に存在するプレート ・密度が高く、厚さは5〜10km程度と薄い ・主に玄武岩質の岩石で構成される |
| 大陸プレート | ・大陸の陸地部分を含むプレート ・密度が低く、厚さは30〜100km程度と厚い ・主に花崗岩質の軽い岩石から構成される |
プレートを動かす原動力「マントル対流」
プレートの下部は、厚さ2900kmのマントルで構成されています。マントルの主成分は固体の岩石であり、地球の体積の82%を占めているのが特徴です。
マントルは地球中心部から発せられた熱によって、上昇と下降を繰り返す対流運動をしています。このマントル対流が、プレートを動かす原動力になっているのです。マントル対流は、1年に数cmのゆっくりとした速度でプレートを動かしています。
プレートが生まれる「海嶺」
プレートの境界に位置する海嶺は、高温のマントル物質が噴出して海底火山の活動が盛んになる山脈です。プレートの移動によって海嶺で地殻が割れると、隙間からマグマが流出してきます。マグマが抜けたマントル物質は、新しい海洋プレートへと変化するのです。
プレートが沈み込む「海溝」
海洋プレートは大陸プレートとぶつかると、海溝を境に折れ曲がって沈み込んでいきます。海溝は海底にできた深い溝で、世界一深いマリアナ海溝の最深部は1万920mです。大陸プレートの下に沈み込んだ海洋プレートは、やがてマントルの一部となり消失します。
プレートテクトニクスからみた日本列島
プレートテクトニクスから日本列島を見てみると、複雑なプレート構造をした場所に形成されていることが分かります。日本が世界有数の災害大国である理由には、日本列島を取り巻くプレートの沈み込みによる圧縮の力が深く関係しているのです。
日本列島とプレートの関係について、詳しく見ていきましょう。
4枚のプレートが衝突する境界に位置する
日本列島の周辺では、海洋プレート「太平洋プレート」「フィリピン海プレート」が、大陸プレート「北米プレート」「ユーラシアプレート」の下に沈み込んでいます。このように4枚のプレートが衝突し、互いにせめぎ合っている場所は世界でも他に類を見ません。
4枚のプレートに伴い、日本海溝や千島海溝、南海トラフ、駿河トラフ、相模トラフなど、プレートの境界も多く存在します。日本近海の複雑なプレート運動は、日本列島に強い歪みを与え、地殻の上昇も相まって脆弱な地盤が作り上げられているのです。
世界で起きる地震の10%が日本で起きる
世界で起きるマグニチュード5を超える地震の約10%が、日本で発生しています（※2）。特にマグニチュード8クラスの巨大地震が集中しているのは、日本海溝や南海トラフなどの沈み込み帯です。2011年に起きた東北地方太平洋沖地震も、日本海溝で発生しました。
プレートが沈み込んでいる場所では、ひづみが限界に達すると地震が発生します。そのため、複数のプレートによる複雑な力が絡み合った日本周辺では、地震が多発するのです。
※2参考：気象庁「世界や日本周辺ではどのくらい地震が起こっているのですか？」
プレートテクトニクスと関連する3つの地質現象
プレートテクトニクスでは、地球上で起こる以下のような地質現象がプレートの移動によるものとしています。日本で地震や火山災害、土砂災害が多い理由も、プレートテクトニクスによって説明できるのです。
- 地質現象1|地震
- 地質現象2|火山活動
- 地質現象3|造山運動
それぞれの地質現象について、詳しく見ていきましょう。
地質現象1|地震
地震は、地下にあるプレートのずれによって生じる現象です。海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込む時、プレート同士ではひずみが生まれます。このひずみが限界に達すると、大陸プレートの先端部が跳ね返り地震が起こるのです。
プレートの動きによって生じる地震は、以下の2種類に分かれます。
| 地震の種類 | 地震発生の流れ |
| 海溝型地震 | 1.海洋プレートと大陸プレートがぶつかる海溝でひずみが蓄積する 2.大陸プレートがひずみに耐えきれなくなり、元に戻ろうとする 3.巨大なエネルギーが放出されて、大規模な地震が起きる |
| 断層型地震（直下型地震） | 1.プレートの動きによって地下深くの岩盤に圧力がかかる 2.岩盤の割れ目にひずみが溜まっていく 3.ひずみが限界に達すると、割れ目からずれて地震が起きる |
地質現象2|火山活動
海溝沿いに分布する火山は、プレートの境界やプレート内のホットスポットに伴って形成されているのが特徴です。海洋プレートがプレートの下に沈み込む際に持ち込む水によって、マントルの岩石は融けやすくなり、玄武岩質のマグマが発生すると言われています。
マグマはプレート内部を貫いて上昇し、火山を形成するのです。マグマは一旦、マグマ溜まりに蓄えられますが、マグマの体積が大きくなると上へ移動して噴火が起こります。
地質現象3|造山運動
造山運動とは、プレートの移動に伴い、大山脈や弧状列島などができる運動です。造山運動が生じた地帯は、造山帯と呼ばれます。造山運動の主な流れは、以下のとおりです。
- プレートの移動によって大陸プレート同士がぶつかる
- プレートの境目では片方が沈み込んだり、互いに圧縮し合ったりする
- 乗り上げたプレートが横から力を受けて変形し、山脈が形成される
日本の丹沢山地は、本州に伊豆半島が衝突してできました。北海道の日高山脈や日本アルプスも、造山運動によってできた山脈や山地です。
プレート移動で起こる巨大地震への対策3選
日本近海には4つのプレートが相接し、互いに強い圧力を及ぼし合っているため、日本で地震が頻発します。地震は海溝付近だけでなく、脆弱な地盤を持った大陸内でも発生するのが特徴です。いつどこで起きるか分からない地震に備えて、以下の対策が欠かせません。
- 対策1|住宅の耐震化を行う
- 対策2|ハザードマップを確認する
- 対策3|防災グッズを備蓄する
それぞれの対策について、詳しく見ていきましょう。
対策1|住宅の耐震化を行う
地震の揺れによる建物被害を防ぐには、住宅の耐震化が必須です。特に旧耐震基準で建てられた建物は、震度5程度の揺れしか想定されていないので、甚大な被害が予想されます。
まずは、耐震診断を受けて自宅の耐震性を把握した上で、耐震補強や建替えを検討しましょう。自治体によっては、住宅の耐震化に伴い補助金が支給されます。
対策2|ハザードマップを確認する
ハザードマップとは、自然災害が発生した際の被害想定区域や、避難所の場所が示された地図です。地震の揺れやすさや、液状化現象・津波・土砂災害の危険度が確認できます。
自宅周辺のリスクを把握しておけば、地震発生時に危険なエリアを回避して安全に避難できるでしょう。家族で災害時の避難場所と避難経路を話し合っておくと安心です。
対策3|防災グッズを備蓄する
地震の影響で交通機関が被災し、物流機能が停止すると、必要な物資が簡単には手に入りません。大規模な地震に備えて、以下の防災グッズを備蓄しておきましょう。
- 飲料水
- 非常食
- 携帯ラジオ
- 衛生用品
- 懐中電灯
- 救急セット
- ポータブル電源
飲料水や非常食は、最低でも3日分以上用意しておくと安心です。
地震発生時の停電に備える！ポータブル電源とは
プレートテクトニクスでは、地震はプレートがずれた衝撃で起こるとしています。巨大地震の揺れによって送電設備が破損すると、3日以上にのぼる大規模な停電も発生しかねません。停電中に電化製品を動かすには、ポータブル電源が必要です。
ポータブル電源とは、内部に電気を貯め込み、コンセントが使えない状況でも電化製品に給電できる機器を指します。停電時にポータブル電源が活躍する場面は、以下のとおりです。
- エアコンや扇風機などの冷暖房機器を稼働して、快適な気温を維持できる
- 電子レンジや電気ケトルを稼働して、簡単に非常食を温められる
- 冷蔵庫に給電して、食品が傷むのを防ぐ
- LEDライトを点灯させて、夜の明かりを確保できる
- 地震情報を確認するための携帯ラジオを常にフル充電にしておける
- スマホを使って、常に家族と確認が取り合える
停電はプレートの動きに起因する地震や火山災害、土砂災害でも起こりえる二次災害なので、一家に一台常備しておくと安心でしょう。
巨大地震への対策に必要な性能|おすすめの製品
巨大地震への対策として備えるポータブル電源は、被害想定区域内に自宅があるかによって選び方が異なります。揺れや津波、土砂災害などのリスクがある場合は、迅速な避難を
可能にする軽量・コンパクトなタイプを選びましょう。
自宅が被害想定区域に含まれていない場合は、長期間の在宅避難に備えて、高出力・大容量のタイプがおすすめです。ソーラーパネルからも充電できれば、充電切れに困りません。
EcoFlowは、用途に応じて以下のポータブル電源を販売しています。
- 移動避難「RIVER 3 Plus」
- 在宅避難「DELTA 3 Plus」
それぞれの機種について、詳しく見ていきましょう。
移動避難「RIVER 3 Plus」
定格出力600W、容量286Whのポータブル電源。約4.7kgの軽量コンパクト設計なので、避難指示が発令されたら迅速に避難できます。最大900Wの出力を誇り、避難所では自宅にある90%の家電に給電可能です。ACコンセントからは、わずか1時間で満充電できます。
LEDライトを搭載しているので、夜間の照明代わりにもなるでしょう。30dB以下の静音設計により、避難所では周囲の被災者に気兼ねなく家電が使えます。
在宅避難「DELTA 3 Plus」
定格出力1500W、容量1024Whのポータブル電源。最大2000Wの高出力を誇り、容量を最大5kWhまで拡張できるので、停電生活が長期化しても家電を使用し続けられます。ソーラーパネルを使えば、停電中でもわずか70分で満充電が可能です。
停電が起きると、電気供給源がポータブル電源へと10ms未満で切り替わります。重量12.5kgの小型設計なので、家中どこでも気軽に持ち運べるでしょう。
プレートテクトニクスに関するよくある質問
最後に、プレートテクトニクスに関するよくある質問を紹介します。
- プレートテクトニクスが否定されていた理由は？
- プレートテクトニクスと大陸移動説の違いは？
- プレートテクトニクスは日本列島の形成に関係ある？
それぞれの回答について、詳しく見ていきましょう。
プレートテクトニクスが否定されていた理由は？
プレートテクトニクスが否定されている理由の一つとして、海洋プレートの沈み込みを確認できない点が挙げられます。日本海溝の写真を見てみると、海溝の底は窪みになっていて、上に乗っているプレートが盛り上がっている様子はありません。
プレートテクトニクスと大陸移動説の違いは？
プレートテクトニクスと大陸移動説は、いずれも大陸が移動することを提唱しています。しかし、大陸移動説では、説得力のある大陸移動の理由が示されていません。一方のプレートテクトニクスでは、プレートの移動によって大陸移動を含む地質現象が説明されています。
プレートテクトニクスは日本列島の形成に関係ある？
日本列島は元々、アジア大陸の一部でした。アジア大陸の縁辺がプレートの動きによって割れ始め、引っ張られてできた大地のくぼみが日本海になったと言われています。
日本海は拡大していき、やがて現在の形になりました。そして、プレートの運動によって火山活動が起こり、リアス海岸や段丘、谷、滝も形成されました。
まとめ
本記事では、プレートテクトニクスとはどんな説かについて解説してきました。
プレートテクトニクスとは、地球の表面がプレートで覆われていて、地質現象はプレートの動きによって発生すると考える説です。元々、ウェゲナーが唱えていた大陸移動説における大陸移動の原因を、プレートの動きで説明しています。
世界で起こる地震の約1割が日本で起きているのも、日本周辺にある4つのプレートが原因です。地震はプレート内部にも起因するので、日本全国で発生する可能性があります。
EcoFlowは、地震による停電時も電化製品に給電できるポータブル電源を販売しています。大規模な停電時も家族の健康を守りたい方は、ぜひ製品の購入を検討してください。