地震を引き起こす断層とは?

2014.01.16
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サンアンドレアス断層の岩石圏と地殻。

Illustration by De Agostini/Getty Images
 日々、地球は大きな地震や小さな地震で揺れている。今週も、プエルト・リコやカリフォルニア州南部の地震が報じられた。これらはすべて、地下深くにある断層から発生するのだが、問題はそれがどのような断層であるかだ。地震の衝撃や強さは、断層の種類によって決まる。 地球の地殻は、大陸と海洋のプレートがジグソーパズルのように組み合わさってできており、それらは常にぶつかり合い、すれ違い、または離れ合っている。例えば、太平洋を取り囲む環太平洋火山帯では、海底がアジアと南北アメリカ大陸の下に沈み込むことによって山が形成され、火山活動が活発になり、地震が引き起こされる。

 ほとんどの地震は、このような断層帯に沿って発生する。プレートがたわみ、それが跳ね返るのが地震であるが、このとき断層に沿ってエネルギーが放出される。地震を引き起こすいくつかの原因を、以下にご紹介する。

◆横ずれ断層

 地殻の一部が横に動くと、それは“横ずれ”断層に沿った水平方向の動きを生む。

 最も有名な例が、カリフォルニア州にあるサンアンドレアス断層で、カリフォルニア州南部からサンフランシスコ北部まで約1000キロにわたって伸びている。太平洋の地殻プレートが北アメリカの大陸地殻の下で北西方向に動くことにより、サンアンドレアス断層の枝分かれした断層群が横方向に動く。

◆縦ずれ断層

 地震の上下方向の揺れは、いわゆる“縦ずれ”断層において生じる。縦ずれ断層には、断層の上側の地盤がずり落ちている正断層と、ずり上がっている逆断層とがある。正断層は、断層の上側と下側が反対方向へ引っ張られることで生じ、逆断層は、上下が押し合うことで生じる。

 正断層の一例が、ユタ州とアイダホ州の地下に長さ150キロにわたって伸びるワサッチ断層で、これも太平洋プレートが北アメリカ大陸西部のプレートの下に沈み込むことで生じたものだ。同断層に沿って550年前にマグニチュード7.0の地震が発生したとみられ、そのとき断層の一方の地盤が1メートルずり落ちた。アメリカ地質調査所(USGS)は、この断層で今後もマグニチュード7.0級の地震が発生するおそれがあるとみている。

◆斜めずれ断層

 横方向と上下方向が組み合わさった動きを生じる断層を、斜めずれ断層と呼ぶ。サンフランシスコの南にあるサンタクララバレーには、斜め方向の動きを生じやすい断層があり、1999年に発生した地震がその一例だ。

◆人間が引き起こす揺れ

 アジアプレートの下に沈み込む太平洋プレートによって引き起こされ、マグニチュード9.0を記録した2011年の東北地方太平洋沖地震のような巨大地震は、地殻プレートが動くことでしか発生しない。しかし小規模な地震なら、人間が引き起こすことも可能だ。

 地下の排水井戸に注入している排水が断層に入り、地震が発生する場合がある。近年、オクラホマ州、テキサス州、オハイオ州で発生している地震がその例だ。

 そのほか、ワシントン州シアトルのフットボールファンが起こす“地震”も知られている。NFL(ナショナル・フットボール・リーグ)のプレーオフ試合で観客が起こした振動が、太平洋岸北西部で地震として観測されているのだ。先週の試合では、選手がタッチダウンランを決めた場面で“地震活動”がピークを示した。

Illustration by De Agostini/Getty Images

文=Dan Vergano

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