2012-03-31

【地球のしくみ】2.プレート境界は薄くて硬い→だから、力が集まりやすく、割れやすい。

みなさん、こんにちは。
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前回の記事では、以下の3つの仮説を立てました。

仮説①
プレートのラインは、地盤の割れ目。
マグマ化説によると、一度割れた地盤は再溶接されているので、より強度が高く頑丈
よって、火山噴火は起こりにくい。
仮説②
頑丈なプレートの脇の比較的の柔らかい地質の地域では、熱によって火山の噴火が発生する。これが、火山ライン。
仮説③
九州を除く西日本で火山が少ない理由は、地質の違い(地盤の硬さの違い)。
柔らかいと火山となり、硬いと割れやすく活断層だらけになる。

今回は、これらの仮説の検証を行います。
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◆ プレート境界上では、火山噴火は起こりにくい?!
以下の図を見ても明らかなように、実際にプレート境界上に火山ラインが重なっていません。
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では、プレート境界上では、何が起きているのでしょうか?

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(引用:リンク)

上記の図の上はプレートのライン、下は地震の震源地を赤い点で表しています。
こうしてみると明らかなように、プレートのラインに沿って、その周辺部で地震が起きていることがわかります。
日本でも、このような感じです。
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(引用:リンク)

震源の深さによって、深い方(80~150km)が黄色~浅い方(30~80km)がオレンジに色分けされています。
断面を見るとプレート境界から大陸側に向かって、震源が深くなっています。
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(引用:リンク)
これは、プレートの境界に向けて、地盤が薄くなっているためだと考えられます。

◆ 火山ラインは、地質が柔らかいって、ホント!?
地下には、様々な岩石があります。そして、それぞれの岩石に硬度があります。
火山ラインの下には、どのような岩石が多いのでしょうか?
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(引用:リンク
上記の地図の緑のラインは、火山ラインと大きく重なっています。
このグリーンタフとは、一体何なのでしょうか?
☆グリーンタフとは?

緑色を帯びる凝灰岩をグリーンタフ(緑色凝灰岩)と呼びます。
グリーンタフは、特に日本海形成期(新第三紀中新世)の大規模な海底火山活動に由来すると考えられており、日本列島の根幹をなす岩石のひとつです。

☆凝灰岩の硬度はどの程度なのでしょうか?
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(引用:リンク)
凝灰岩は、火山の地層にある安山岩と比べても、圧縮強度・曲げ強度が弱く、吸水率が高く柔らかい岩だということがわかります。

◆ 火山ラインと活断層エリアの地質の違い
日本の地質図を探してみると、東日本と西日本では、はっきりとした違いがありました。
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上の図から、以下のことがわかります。

・東日本の火山ラインの辺りは、新第三系=6500万年前の地質
・火山のない西日本は、中・古生代=1億4000万年以上前の古い地質
・特に活断層の密集している関西の中部エリアには、花崗岩が多い

前項の表では、花崗岩は圧縮強度・曲げ強度が、火山地帯の安山岩や凝灰岩よりも高く、
逆にせん断強度は安山岩よりも低いことから、圧力や曲げには強いが、割れやすい岩
であることがわかります。
これから考えても、火山ラインは噴火を繰り返している柔らかく新しい地質で、
活断層エリアはもろい花崗岩が割れを繰り返していること
が推測できます。

◆ まとめ

プレートの境界の周辺では、大きな地震が多発している。
プレート海溝周辺は、地盤が薄い。
プレート海溝の大陸側は火山が多い地帯。
・日本では、地質の違いによって柔らかいところが火山、硬いところが活断層になっている。

このことから、プレートの境界の周辺部は「硬い」+「薄い」ことがわかります。

プレート周辺の地盤は、大陸内部よりも薄いため、下からの圧力で曲げ圧力を受けやすく、
また、プレート境界は再溶接され、周辺よりも硬くなっているため、力が集まりやすい
のです。
そうして、どんどんと力が集まっていくと、
そのプレート境界の近接した部分が曲げ圧力に耐え切れなくなり、割れが生じ、地震となるのです。

(こうして考えてみると、プレートテクトニクスではプレート同士がぶつかっているといわれていますが、
プレートとは前回割れた部分のことで再溶接されていて、本当はプレート同士はくっついているのでは?とも思えてきます。。。)

続いては、火山の爆発について追求していきます。

List    投稿者 staff | 2012-03-31 | Posted in D.地球のメカニズム, D01.地球史, D05.自然災害の予知No Comments » 

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