地震の本質
プレートが潜り込んで、その反発で巨大地震が起きる？
マントルは固体であるがゆっくりと動く？
「断層が急激に動くこと｣が地震である？
地球は、中心から「核（内核、外核）」「マントル（下部マントル、上部マントル）」「地殻」という層構造になっていると考えられています。
地殻には、大陸地殻と海洋地殻の２種類がある。海洋地殻は総じて密度が高くて重いため、大陸地殻に衝突すると、その下にもぐり込む。しかし、大陸地殻同士が衝突するときには、一方が沈み込むような重さの差がないため、衝突面には巨大な山岳地帯が形成される。ヒマラヤのような大規模な山脈は、このような地殻衝突の結果として生まれているとされる。
定説では、「地殻」と上部マントルの地殻に近いところは硬い板状の岩盤となっており、これを「プレート」と呼びます。地球の表面は十数枚のプレートに覆われています。地球の表層は厚さ60～200ｋｍ程度のプレートの球形破片で覆われている。
プレートは、地球内部で対流しているマントルの上に乗っています。そのため、プレートは少しずつ動いています。１年間に数ｃｍと非常にゆっくりしたもので、約２億年かけて海溝から地球内部のマントル対流に入り込む。そして、プレートどうしがぶつかったり、すれ違ったり、 片方のプレートが もう一方のプレートの下に沈み込んだりしています。このプレートどうしが ぶつかっている付近で強い力が働きます。この力により地震が発生するという。
南海トラフ
南海トラフとは、駿河湾から日向灘沖にかけての海底の溝状の地形を指します。日本列島が位置する大陸のプレートの下に、海洋プレートのフィリピン海プレートが南側から年間数ｃｍ割合で沈み込んでいる場所です。この沈み込みに伴い、２つのプレートの境界にはひずみが蓄積されています。陸側のプレートが引きずり込みに耐えられなくなり、限界に達して跳ね上がることで発生する地震が「南海トラフ地震」です。
海底下で大きな地震が発生すると、断層運動により海底が隆起もしくは沈降します。これに伴って海面が変動し、大きな津波となって四方八方に伝播するのです。
日本列島が乗っている陸側のプレートの下に、海側のフィリピン海プレートが潜り込む東海地域から南海道にかけては、これまで 100～150年を周期にほぼ同じ場所で、ほぼ同じ規模の地震が繰り返し起こってきました。
1854年の安政東海地震の後、東海地方より西側では 1944年の東南海地震と1946年の南海地震が発生した。この時にいったん地震のエネルギーは放出されたが、駿河湾から御前崎沖では安政東海地震以来 大きな地震が起きていない。ところが、その安政東海地震の発生から既に150年余りが経過しました。
東日本大震災をはじめ、地表を覆う厚さ数十キロ以上のプレート（岩盤）のひずみが引き起こすのが「海溝型地震」。ここで最も懸念されているのが「南海トラフ巨大地震」なのです。
日本列島では、４つのプレートがぶつかり合っている。それぞれ「ユーラシア」「北米」「太平洋」「フィリピン海」で、フィリピン海プレートと陸側のユーラシア・プレートとの境界に沿う窪地が「南海トラフ」である。東海から紀伊半島、四国の沖合に広がる全長およそ700キロの溝は、過去に幾度も大地震の引き金となってきた。
これから、中国・四国地方をはじめ、三重県の伊賀上野地方などで将来の巨大地震に向けて地震が頻発すると予測された。それは南海トラフが引き起こすものだというわけです。
「プレートテクトニクス理論」は誤り
日本列島の太平洋沖合では、東日本をのせた北米プレートに太平洋プレートが沈み込む一方、西日本をのせたユーラシアプレートにフィリピン海プレートが沈み込んでいる。関東地方では地殻構造が複雑で、北米プレートの下にフィリピン海プレートと太平洋プレートが沈み込む三重構造。茨城県沖は太平洋プレートの上にのるプレートが、北米プレートからフィリピン海プレートに代わる場所にあたっている。
プレートは、それぞれ違う方向に動いているため、隣り合うプレートとの間に摩擦や衝突が生まれます。摩擦や衝突は圧力を生じさせ、プレートには長い年月の間に歪が蓄積される。そして、弓が矢を放つように その歪を解放させるときに地震が発生する。これが「プレート境界地震」と言われるものです。
プレートは、地震の分布図を見て「地震発生の帯」によって、地域を区切っている。「境界で地震が多い」というのは当たり前です。「地震が多い一帯で囲まれた部分」をプレートと定義しているのですから、境界で地震が多いというのは『必然的な結果』です。
プレートは、地震の分布図を見て、「地震発生の帯」によって地域を区切っている。「境界で地震が多い」というのは当たり前です。「地震が多い一帯で囲まれた部分」をプレートと定義しているのですから、境界で地震が多いというのは必然的な結果なのです。
プレート論では、海洋性のプレートは玄武岩や橄欖岩などの重い岩石で構成されているが、一方の大陸性のプレートは、花崗岩、片麻岩(シアル質)などの軽い岩石で構成されていて、重い海洋性のプレートが軽い大陸性プレートの下に潜り込んでいることになっています。
地震学説ではこうなります。
「地震の側面を見てみよう。海のプレートが陸のプレートの下に潜り込むとき、陸のプレートには引きずられて歪みが生じる。歪みが一定の大きさに達すると、陸のプレートは強く跳ねて元に戻ろうとする。その動きが巨大地震を引き起こす。歪みの力を受けた地下で岩盤が割れることが地震の最初のきっかけとなるため、これを震源と呼んでいる。岩盤が割れて地層がずれた箇所が断層であり、一度割れて弱くなっているため、新たな力を受けると次もそこから割れ始めることが多い。こうして繰り返し震源となってきた断層が「活断層」である。」
しかし、海のプレートが潜り込むのではない。池に張った厚い氷が潜り込みなど起さないのと同じで、固い地殻が固い地殻の中に潜るというのは誤りです。固体同士で密度の違いにより浮いたり沈んだりはしません。
「プレートには長い年月の間に歪が蓄積され、弓が矢を放つように その歪が解放されて地震が発生する」という説は誤りです。
高温の岩盤は釜から出てきた圧延中のガラス板を想定すれば分かるように、完全な弾性体ではあり得ません。岩盤は高温度になればなるほど そのような粘弾性体としての変形が起こりやすくなります。歪みが一定の大きさに達すると破断する。岩盤は剛性が高く歪みが10×（－４乗）に達すると破壊します。ハガネのような弾性はありません。跳ねて元にもどるというのはハガネのようなバネでは見られますが、岩盤なら当然 ポキッ と折れます。
そもそも、このような プレート なるものは存在しないのですが・・・
マントルは粘性と弾性を併せ持った粘弾性体
地球物理学では、マントルが「地震波の縦波・横波の両方を伝播させる」ことを重視して、「マントルは弾性体で固体」と強調しています。
定説で、マントルが固体であると考えられているのは、Ｓ波（せん断波）がマントルを伝播するからとされている。固体論が導入された経緯は、地震波の伝播問題を計算によって処理しようとした最初の研究者が、そう仮定しないと計算が出来ないから、計算の便宜上、前提として地球内部(2900kmまで）を固体であると仮定したからなのです。
そして、マントルが固体であるとして計算される地震波の到達時間が実測値に一致することから、マントルは固体であると誤解されてきた。それにしても、計算上の仮定を定説で「固体」としてしまうとは信じ難いことです。
そして、海溝のプレート同士、つまり海側が陸側を押し込むことでひずみが溜まり、それを解放しようとして地震が発生。この時、プレートだけでなくトラフ自体も南から北側に強い力で押されるため、内陸部で活断層型の地震が起きやすくなるという。
日本を含む環太平洋の島弧や大陸の縁では、海洋性の太平洋プレートが大陸プレートの下に沈み込んでいます。その際、大量の水がプレートとともに地下深く運ばれ、その水が島弧の下で放出されることにより、まわりの岩石を部分的に溶かしてマグマを作ると考えられています。
確かに、水の存在によって岩石の融点が下げられているという説は正しい。地下の高い圧力のもとでは、水が豊富に存在すると岩石の融点は数百度も低下します。沈み込んだ海洋プレートから大量の水が供給されると、岩石は容易に融けることができるからです。
地球の内部にありそうな岩石(珪酸塩鉱物からなる)の構成鉱物に、わずか0.5重量％程度の水を加えると、その融点が200℃も下がるという現象がある。
この現象は、ＳｉＯ2を持つような珪酸塩鉱物に水を加えると、
‐ Ｓｉ‐Ｏ‐Ｓｉ‐ ＋ Ｈ‐Ｏ‐Ｈ が －Ｓｉ－Ｏ－Ｈ・Ｈ‐Ｏ‐Ｓｉ‐
となることにより説明できます。Ｏ‐Ｈ・Ｈ‐Ｏの間は結合力の弱い水素結合と呼ばれるものであり、水素結合は比較的簡単に結合が切れてしまいます。その結果、珪酸塩は小さな分子の集合となり、ついには液体になります。
地殻の下のマントルを作る代表的な鉱物として、橄欖(かんらん)岩う鉱物がありますが、常圧では1800℃を超える様な高温でしか溶けないのに わずか0.5％程度の水を加えると1600 ℃以下の温度で熔け始めます。
プレート間の年間数センチの滑りによる摩擦で、岩が熔けてマグマが生まれることはありません。
マントルは粘性と弾性を併せ持った粘弾性体です。地震のような衝撃的な外力には、ある範囲で弾性体のように挙動しますが、長期的に作用する外力には粘性体として挙動します。
深発地震の波形を見ると、マントルは熔融していることが分かる。マントルが溶融しているからこそ、地殻内部の爆発（浅発地震）と溶融マントル内部の爆発（深発地震）とで波形の違いが見られるのです。
マグマは岩石物質の高温溶融体である
地殻は二層構造になっています。橄欖（カンラン）岩という硬度の高い岩盤と玄武岩という少し硬度の低い岩盤とから成り立っています。陸上部分には花崗岩でできた第三の層がありますが、これは海洋部分には存在しないのが特徴です。花崗岩と玄武岩の境界は、コンラッド不連続という地震の伝播速度が変化する地帯です。玄武岩と橄欖岩の境界はモホロビッチ不連続という地震伝播速度の変化地帯です。その下はマントルで、溶融マグマの海（マグマオーシャン）となっています。
地球の半径は6,370ｋｍであるが、地殻の厚さは海洋地域では20ｋｍ前後に過ぎない。
マグマは岩石物質（ケイ酸塩）の高温溶融体です。高温でドロドロの状態にある。噴火によってマグマが地表に出たものが 溶岩 なのです。
初期の地球はマグマオーシャンであり、いたるところで解離ガスが爆発し、マグマに含まれている大量の水が気化・解離して、地球を覆っていました。温度が下がって最初に起きるのは地殻の形成です。そして大陸の誕生です。さらに地球表面が冷えて、マグマ内部の解離水が結合水に変わり、海洋が誕生して、人類が生息できるようになったのです。
地球に限らず、太陽系惑星は太陽から生まれたのです。惑星が誕生した直後は どの惑星もマグマオーシャンであった。その後、冷却するうちにマグマ内部の解離水が結合水に変わり、海洋が誕生した。現在は地球にしか海洋が存在しないが、他の惑星にも かつては海洋が存在したこと、地球と同じような遍歴を辿ったであろうことは蓋然性のある推定である。
熔融マントルそのものの中に、酸素と水素が「結合状態」と「解離状態」の両方の形式で大量に含まれている。水の供給源はマントルです。海はその後にできたものです。水の供給源は海ではなく、元々熔融マントルの中に存在しているのです。
水に関しては、太陽から誕生したときのマグマオーシャンの中に、水素と酸素が存在したこと、つまり解離状態で水が存在したであろうと考えるからです。
惑星が誕生した直後のマグマオーシャンの内部には、結合状態と解離状態の二つの状態で水が含有されていたと考えます。
マントル物質は、熱エネルギーだけではなく、大変なエネルギーを解離水の形で貯蔵している。マグマはマントル物質と同じです。地球内部を血液のように対流してきたマグマは上昇してきて、内部の解離水を爆発させているのです。
地殻は卵の殻のように連結し固定されていて、潜り込むようなことはありません。薄いけれども固定されているから、起潮力が作用しても変形することがなく、海水だけが移動して潮汐現象が起こっていると考えます。対流しているのは、地殻の下にある熔融したマントルです。太平洋マントル対流は、東太平洋中央海嶺(海膨)から湧き上がって日本海溝で沈んでいく(流体としての)流れでフィリピン海マントル対流というのは、小笠原海溝付近で湧きあがって南海トラフや琉球トラフで沈んでいく流れであると解釈されます。
定説のプレートの沈み込みを、地殻の下部に存在する熔融マントルの対流と置き換えると納得いくと思います。
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