日本列島の形成 – 津南町埋蔵文化財センター

1　日本列島の形成

⑴地球の構造: 　約46億年前、原始地球が誕生し、水蒸気は海になり、マグマに覆われた表面は冷え、現在のような地殻・マントル・核(外核・内核)の構造ができた。
　地殻は、地球の一番外側の層をいう。花崗岩層と玄武岩層とからなる大陸地殻の部分と、玄武岩層からなる海洋地殻の部分に分けられる。大陸地殻は、30～40㎞だが、ヒマラヤやアンデス山岳地域では60㎞にも達する。
　マントルは、地殻の下にある深さ約2,900㎞までの固体の層である。地球の全体積の83％を占める。地球の中心核(コア)を覆う外套(マントル)を意味する。中間部の岩石の層でゆっくりと対流してプレートを動かしている。
　核は外核と内核の二層構造で、外核は鉄やケイ素などが液体状で混ざり、内核は個体の鉄やニッケルなどで構成されていると考えられている。
　地球の内部構造を調べるには、地震波が大きな役割を果たす身近な現象として、スイカをたたいたときに熟れているかいないかの判断材料になるのと同じと考えてよい。地球の内部を知るときにたたいて振動をおこすものが、地震である。

⑵日本列島の誕生とフォッサマグナ: 上図は、日本列島誕生の概要を、下図は、フォッサマグナの断面を表す。

①大地が割れる(約2,000万年前) 大陸の東端の地下にマグマが上昇し、その上にいくつかの落ち込みが生じ、その上にいくつかの落ち込みが生じた。落ち込みの一つが日本海の誕生、別の落ち込みがフォッサマグナの誕生である。 ②大地が開く(約1,600万年前) 一つの落ち込みはさらに拡大し、日本海になった。日本海の拡大は、日本列島が太平洋側に移動するということである。フォッサマグナの落ち込みは開かず、そのまま日本列島とともに移動した。 ③大地が沈む(約1,200万年前) ほぼ現在の位置に移動した日本列島のフォッサマグナの底がさらに沈み込んだ。その結果、フォッサマグナの海には厚い堆積物がたまっていった。 ④大地が浮き上がる(約300万年前) ところどころ海だった日本列島が全体的に隆起してきた。 ⑤大地が高くなる(約200万年前) ほぼ全体が海の上に顔を出した日本列島の中は、隆起の度合いによって平野、山地、盆地の区別が,明瞭になる。 ⑥大地が火を噴く(約200万年前) 日本列島の現在の地形が明瞭になっていくと同時に火山が誕生しました。この火山をつくったマグマはいくつかの列をなして日本列島を突き破っていった。

⑶地震

①地震のゆれ地震が起こると、はじめに小さなゆれがあり、その後大きなゆれがおこる。はじめの小さな揺れは岩盤や地層がずれる際に起こる2種類のゆれの波による。　　はじめに起こる小さなゆれは、押し縮みよる波（縦波・P波）で、後にくる波は岩盤や地層がねじれるために起こる波(横波・S波)である。詳しくは、縦波(P波＊)は、疎密波で速度5～7㎞/ｓで、媒質(岩石)が進行方向と平行に振動して伝わる波、固体・液体・気体全ての媒質中を伝わる。地震発生時に地下から突き上げるようなビリビリの上下運動をもたらす。また、横波(S波＊)は、速度2～4㎞/ｓで、媒質(岩石)が波の進行方向と垂直に振動して伝わるねじれの波である。液体や気体の中は伝わらない。振幅が大きく、ユサユサと揺れる。地震の震源が近いと、縦波の続く時間は近くなる。＊P波のPは、Primary(はじめに来る波のP)、S波のSは、Secondary（次に来る波のS）を言う。

②地球内部の地震波の伝わり方

日本列島は、4つのプレートが相互にひしめく場所である。この4つのプレートが少なからず影響し合うところが苗場山麓でもある。日本列島の太平洋岸に押し寄せる海洋(太平洋)プレートは、年間10㎝程度大陸(ユーラシア)プレートの下にもぐりこんでいる。その結果、もぐりこむ大陸プレートが引き込まれプレート同士の摩擦のストレスが限界に達すると大陸プレートの先端が跳ね返り、地震が発生する。イ.　プレート内の地震

　プレート同士の地震に比べ、地震の規模が小さくなるがプレート内での岩盤の動きにより生じる地震である。苗場山麓における露頭の観察からは、正断層や逆断層が主体となっていて、横ずれ断層は確認していない。

　赤い点を震源地とし、そこからS波とP波の伝わり方を示した図である。　青の部分は地球内部に存在する「Core」である。この「Core」はP波が伝わらない部分である。「Core」には「LIQUID(外核)」、「SOLID(内核)」が存在する。外核は液体状の鉄やニッケルを主成分とする層である。内核は外核と異なり、固体であることが判明し、主に鉄やニッケルで構成されていると考えられている。なぜ「考えられている」のか、内核と外核の物質を採取出来たことも、人が辿り着いたこともないので、厳密には構成される物質は分からない。しかし、シャドウゾーンは、S波とP波が検出されないゾーンであるが、このシャドウゾーンがS波とP波では検出されるゾーンが変わってくる。それは、外核がS波を全く通さないことからであり、逆にP波はCoreを通過するが、屈折する為、シャドウゾーンが出来る。核をつくる物質は、89.6％が鉄、ニッケルが5.4％その他5.0％の成分になっていると考えられる。

③地震のおこる仕組み　地震は、岩盤がずれることで生じる。大きく見て、プレートとプレートが接触している場所で、起こる地震とプレートの内部で起こる地震に分けることができる。

④地震のゆれ　地震の大きさを表すには、地震そのもののエネルギーの大きさを表す地震の規模(マグニチュード単位M)と地震のゆれについての大きさの2点がある。ア. 地震の規模(マグニチュード単位M) マグニチュード(記号M)とは、地震そのもののもつエネルギーを表す量である。地震波の最大振幅、波の周期(代表的な周期は0.1～3秒)、震央距離、震源の深さなどを公式にあてはめて決定する。 M1未満は極微小地震、1以上3未満微小地震、3以上5未満小地震、5以上7未満中地震、7以上大地震、M8以上は、巨大地震と決めている。イ.　震度地震の規模Mに対して、地震の揺れの大小は、「震度」という。同じ地震でも場所によりその揺れは変化する。震度は、0から7まである。震度5と6は、強弱の2階級ずつあり合わせて10階級がある。

震度表

震度	ゆれの様子
0	人はゆれを感じない。地震計が感じる。
1	屋内にいる人の一部がわずかなゆれを感じる。
2	屋内にいる人の多くがゆれを感じる。
3	屋内にいる人のほとんどがゆれを感じる。
4	棚が大きく揺れ、すわりの悪い置物が倒れる。
5弱	大半の人が恐怖を覚え、棚にある食器類や本が落ちる。
5強	物に掴まらないと歩けない。固定していない家具が倒れる。
6弱	立っていることが困難。壁のタイルや窓ガラスが破損する。
6強	耐震性の低い木造建物は傾いたり倒れることがある。
7	耐震性の高い建物でもまれに傾くことがある。

参考文献

Karla Panchuk　2019　『Physical Geology - First University of Saskatchewan Edition』
Steven Earle　2019　『Physical Geology – 2nd Edition』
とうほう　2025　『カラーブック　理科資料　新潟県版』　
浜島書店　2023　『二訂版　ニューステージ地学図表』