トッサンの石ころ日誌

南海トラフ

　南海トラフは四国や紀伊半島､東海の沖合いに横たわる海溝で、そこではフィリピン海プレートが沈み込んでいます（年間３〜４センチぐらいの速度）｡海溝といっても水深は比較的浅く、最大４８００ｍぐらいで、東に行くにしたがって浅くなる傾向があり、反射人工地震波探査の結果、そこには１０００ｍ以上の堆積層が存在して、それがプレートの運動によって陸側に押し付けられて､褶曲と断層によって変形しながらもり上がって斜面をつくっていることが分かりました。このようにしてできた地殻が付加体なのですが､この実態を調べるのに国際深海掘削計画のもと、深海掘削船を用いて室戸岬沖合い１５０ｋｍ、水深４７００ｍの海底を１３００ｍの深さまでボーリングして地層のサンプルを採集したそうです。
　その結果、南海トラフの堆積層の下部層は泥岩で､その上に５００ｍ以上の厚さにわたって砂泥互層よりなる上部層が堆積していることが判明しました｡その上部層の砂の鉱物を鑑定してみると、そこに含まれる火山岩片が鍵になって、富士川を中心とする駿河湾沿岸域から乱泥流によって供給されたものであることがわかったのです。静岡県の富士川河口から四国沖まで約７００ｋｍあります。東海地震など、周期的に起こる大地震によって地すべり崩壊を起こし、乱泥流となって四国沖まで流れるという図式が描かれたのです｡このような堆積物をタービダイトとよばれています。いずれにしても、伊豆・小笠原火山列島の衝突が南海トラフに多量の土砂をもたらした原因であると考えられています｡
　さきの反射式人工地震波断面の分析解釈によると、南海トラフの付加体中で､海底下３００メートルほどの地下に海底面とほぼ平行で、｢ボトムシムレーティング反射面｣と呼ばれる特徴的な反射面が存在します｡これは、間隙水中のメタンが水和（メタンガスハイドレｰト）して、海底下の温度と圧力で濃集し氷状の水分子に閉じ込められている層となっている部分（上部）と溶けている部分（下部）との境界面を示しているそうです。
　このことは、付加体で脱水が行われ、地層が固結してゆくことを示す証拠となっています。
　南海トラフは、予想される南海、東南海、東海などの地震によって注目されていますが、以上のように新たな陸地、付加体が形成されていることがわかってきました。

付加体

　プレートが海嶺で拡大している境界があると、反対に沈み込んで収束する境界があります。また、プレートがこすりあいながらずれる、すれちがう境界もあれば、どちらも沈み込むことができずに衝突して大山脈のできる場所もあります｡
　日本は、四枚のプレートにかかわる位置にあり、さまざまな力がはたらき合って「きしみ」の音が聞こえてきそうです｡
　東北日本は、北アメリカプレートの上にあり、日本海溝で太平洋プレートが沈み込み､西南日本は、ユーラシアプレートという大陸プレートの東の縁に乗っかっていて、南海トラフでフィリピン海プレートが沈み込んでいます。太平洋プレートやフィリピン海プレートなどの海洋プレートは、大陸プレートより密度が大きいので、大陸プレートにぶつかると海溝などで斜めに深く沈み込むのだそうです。フィリピン海プレートにのる丹沢山地・伊豆半島は軽くて沈みこめなくて本州に衝突し合体していることはよく知られています。
　さてプレートがとなりあうプレートの下にもぐり込んでいくときに、もぐり込む方のプレートの上に乗っている堆積物が、プレートといっしょにもぐり込んでいくことができずにプレートから剥ぎ取られて、陸側に押し付けられて積み重なって付け加えられています。このような付加作用によってできた堆積層の積み重なったものを『付加体』とよばれています。
　紀ノ川（吉野川）の上流、大滝ダムで拾った石ころは、四万十帯や秩父帯の地層のものですが、四万十帯は白亜紀から第三紀の付加体で、秩父帯や美濃・丹波帯はジュラ紀の付加体だそうです。また、三波川帯や領家帯などは変成されたジュラ紀の付加体であるといわれています。　
　こうしてみると日本列島の地質構造、すなわち日本の土台は古生代後期から第三紀にかけてアジア大陸の縁において、海洋プレートの沈み込みによってつくられた付加体からなることが理解でき､日本列島の成長が今でも続いていることがわかります。

プレートテクトニクス

　数年前まで小学校の６年生の国語教科書に「大陸は動く｣という題でドイツの気象学者ウエゲナーの『大陸移動説』が紹介されていました｡残念ながら今はこの教材はなくなっています。
　大西洋をはさんで南アメリカ大陸とアフリカ大陸の海岸線がジグソーパズルのように輪郭がぴったり合うのに気づき、もとはつながっていたのではないかと考えました｡そして､約３億年前の古生代後半に大陸は一つであったとして、この超大陸をパンゲアと呼ばれました。この大陸の分裂と移動によって現在の姿になった考えられているのです。ウエゲナーは地質や化石（古生物）の分布などについての証拠を挙げて論文を書き、１９１５年に『大陸と海洋の起源』という本を出しています｡
　１９５０年代になって、岩石中に残された昔の地球磁場の状態を表す古地磁気（残留磁気）の研究成果が有力な証拠として示され、さらに、６０年代には海底の調査が進み、大西洋中央海嶺が発見され海洋底拡大説が出され、プレートテクトニクスへと発展しました。
　現在、大陸移動説と海洋底拡大説はプレートテクトニクスの学説に統合され地球観の基礎を形成しています。
　地球表面は１０数枚のプレートから構成され､年間３〜１０センチメートルというゆっくりした速度で拡大移動しています｡プレートは海嶺で誕生して、海溝では再び地球深部に沈み込んでいます。中央海嶺は海洋底につながる大火山脈で、プレートが互いにすれちがうところはトランスフォーム断層と呼ばれる横ずれ断層で切られていますが、山頂部（中心の軸の部分の大きな裂け目）からは玄武岩質溶岩を噴出して、プレート上部の海洋地殻がつくられています｡このように　プレートは海嶺から両側に押し出されるようにして広がって移動しているのです。プレートを構成するのはリソスフェアと呼ばれる地球表層の固い部分（地殻とマントル最上部）で、これがアセノスフェアと呼ばれるやわらかい部分の上を移動しています。
　こうしたプレートの運動が、現在注目されている地震や、火山､変成作用、・・・地球表層のさまざまな現象の主要な原因として統一的に説明しょうとするのがプレートテクトニクスなのです。