【地理探究】大地形を図解で総まとめ—プレートの境界 変動帯と安定陸塊 造山帯｜武蔵野個別指導塾

プレート境界の3つの動きと沈み込みを図で整理し、造山帯・安定陸塊の違いを学びます。震源分布の読み取りと移動距離の計算から、地震や火山の分布を理由まで説明する力を育てましょう。

よくあるのは、夕方の台所のテーブルで地図帳を開き、アンデス山脈とヒマラヤ山脈を同じ色で囲んだあと、「どちらも新期造山帯なら、どちらにも火山が並ぶのですか」と手が止まる場面です。山脈の名前と分類は覚えていても、地下で何が起こって山ができたのかがつながっていないと、この疑問に答えにくくなります。

地理探究の大地形は、山脈や高原の名前を増やすだけの単元ではありません。地球の表面を覆うプレートがどちらへ動くかを出発点にして、海溝、山脈、地震、火山の位置を説明する単元です。ただし、同じ「狭まる境界」でも、沈み込みと大陸どうしの衝突では現れる地形が違います。さらに、現在の運動と長い地質時代にわたる地形の歴史は、分けて考える必要があります。境界の矢印、震源の深さ、地形が形成された時期という3つの手がかりを使い、地図上の分布を理由のある説明へ変えていきましょう。

この単元で身につけること

• プレートの意味を説明します。地殻だけではなく、その下のマントル最上部の硬い部分も含む板として理解し、大陸や海洋の区分と混同しないようにします。
• 境界を相対的な動きで判定します。広がる、狭まる、ずれるという動きから、海嶺、海溝、山脈などができる仕組みを結びつけます。
• 沈み込みと衝突を区別します。同じ狭まる境界でも、海洋プレートが沈み込む場合と大陸どうしが衝突する場合の違いを、火山の有無も含めて説明します。
• 造山帯と安定陸塊を整理します。新期造山帯、古期造山帯、安定陸塊を形成史から捉え、現在の標高だけで分類する誤りを避けます。
• 地震と火山の分布を読み取ります。両者が重なりやすい場所と一致しない場所を区別し、資料から判断できる範囲を示します。

中学校の地理や地理総合で学んだ世界の山脈・地震帯の分布を、地下の運動と地形の歴史によって説明し直すことが、この単元のつながりです。

基本の考え方

プレートは大陸の形に切り分けた板ではありません

地球の表層には、地殻とマントル最上部の硬い部分を合わせた岩石圏があり、それがいくつかのプレートに分かれています。プレートは、その下にある長い時間では変形しやすい部分の上を、ゆっくり移動しています。マントルを液体の海と考える必要はありません。大部分は固体でも、長い時間をかければ流動できるという性質が、地表の運動を支えています。

プレートテクトニクスとは、このプレートの運動によって地形や地震・火山活動などを統一的に説明する考え方です。机の上に置いた厚紙を思い浮かべると、板どうしを離す、押し合わせる、横にずらすという動きを整理できます。ただし、実際のプレートは球面上にあり、境界付近では変形も起こります。厚紙のたとえは、境界の動きを見分けるために使うとよいでしょう。

大陸の輪郭がそのままプレートの縁になっているわけではありません。1つのプレートが大陸と海洋の両方にまたがることもあります。「大陸プレート」「海洋プレート」という呼び方は、沈み込みなどを考えるときに、境界付近の性質を区別するためによく使います。地図を読む際は、海岸線とプレート境界線が同じ線なのかを確かめてください。

地形をつくる働きには、隆起、沈降、褶曲、断層などの内的営力と、風化、侵食、運搬、堆積などの外的営力があります。褶曲は地層が曲がる変形、断層は岩盤が割れ、その両側がずれることです。内的営力が山地や盆地の大きな骨組みをつくり、外的営力がそれを削ったり埋めたりします。大地形とは、このような大陸・海洋や山脈・高原などの大きな規模で捉える地形です。

境界の3つの動きから地形を考えます

図1のように、プレート境界は両側の相対的な動きによって大きく3種類に分けられます。絶対的にどちらが速く動くかより、境界を挟む2つの板が互いに離れるか、近づくか、横にすれ違うかを先に見ます。図の上2段は断面、下段は上から見た模式図です。地下の厚さや地形の高さを実際の縮尺で表した図ではありません。

広がる境界では、プレートが離れるところへ地下から物質が上昇し、マグマが固まって新しい海洋地殻ができます。海底に連なる盛り上がりが海嶺で、大西洋中央海嶺が代表例です。大陸内で引き離す力が働く場所では、大地溝帯のような地形が見られます。広がる境界でも岩盤は割れたりずれたりするため、地震が起こります。沈み込む板がないので、沈み込み帯のように震源が深部まで帯状に続くわけではありません。

狭まる境界では、海洋プレートが相手のプレートの下へ沈み込む場合があります。海洋側の板が曲がって沈み始める付近に細長い深みができ、これを海溝といいます。沈み込むプレートに沿って地震が発生し、上盤側には火山が帯状に並ぶ場合があります。海洋側どうしの沈み込みでは弧状列島が形成されることもあり、大陸の縁への沈み込みではアンデス山脈のような山脈と火山列が見られます。

一方、大陸どうしが衝突すると、軽い大陸地殻は沈み込みにくいため、地殻が押し縮められて厚くなり、大きな山脈や高原をつくります。インド側とユーラシア側の衝突によるヒマラヤ山脈やチベット高原が代表例です。地震は活発ですが、ヒマラヤ山脈は沈み込み帯のような火山列を伴う山脈ではありません。狭まる境界という共通点だけで、火山の分布まで同じと判断しないことが重要です。

ずれる境界では、プレートが境界にほぼ平行な方向へすれ違います。代表例はサンアンドレアス断層です。岩盤が引っかかりながら動くため、浅い地震が起こりますが、この動き自体は海洋地殻を新しくつくったり、沈み込ませて失わせたりする仕組みではありません。典型的には、ずれる境界に沿う火山列は形成されません。

造山帯と安定陸塊は地形の歴史を示します

現在も地殻変動が活発な地域を変動帯といいます。地震や火山が多い地域と大きく重なり、日本列島もその中にあります。新期造山帯は、主に中生代後半以降に活発な造山運動を受けた地域で、険しい山地や高原が多く見られます。環太平洋造山帯とアルプス・ヒマラヤ造山帯が代表的なまとまりです。環太平洋造山帯にはアンデス山脈や日本列島など、アルプス・ヒマラヤ造山帯にはアルプス山脈やヒマラヤ山脈などが含まれます。

古期造山帯は、主に古生代の造山運動で形成された地域です。アパラチア山脈、ウラル山脈などが代表例で、長い時間の侵食を受け、なだらかな山地となっているところが多くあります。ただし、「古い山は必ず低い」とは言えません。後の時代に再び隆起したり、断層運動を受けたりすれば、古い地質をもつ地域にも高く険しい山地ができます。新期と古期は、山頂の高さを比べて決める分類ではありません。

安定陸塊は、先カンブリア時代に形成された古い岩盤を基盤とし、その後、大規模な造山運動をあまり受けていない地域です。古い岩盤が広く地表に露出する盾状地と、その上を比較的水平な堆積岩層が覆う卓状地に分けられます。カナダ楯状地などは盾状地の代表例です。地表が平らかどうかだけでなく、古い基盤が露出しているか、堆積岩層に覆われているかが区別の手がかりになります。

これらは大陸の形成史を大づかみに整理する分類です。変動帯は現在の活動の強さに注目した言葉なので、形成時期を重視する造山帯の区分と視点が同一ではありません。安定陸塊という名称も、地震が絶対に起こらないことを意味しません。地図では大きな傾向を捉え、個々の地点の地形や災害を考える際には、さらに細かい資料を確認する必要があります。

例題で解き方を確かめる

例題1　矢印と地形から境界を判定します

ある海底の境界では、両側のプレートが境界から離れる方向へ移動しています。境界に沿って海底が盛り上がり、マグマが上昇して固まっています。この境界の種類と、海底の盛り上がりの名称を答えましょう。また、そこで地震が起こるかも説明しましょう。

1. まず、2つの矢印の間隔が広がることを確かめます。境界の分類は地形の見た目よりも相対運動から判断すると、海底の深い場所と海溝を取り違えにくくなるためです。
2. 次に、マグマが固まり新しい海洋地殻をつくることを読み取ります。この働きによる海底の長い盛り上がりを海嶺と結びつけるためです。
3. 最後に、岩盤が引き離される際の割れやずれを考えます。地震を狭まる境界だけの現象と考えず、浅い地震が起こることを説明するためです。

答え：広がる境界で、盛り上がりは海嶺です。岩盤の割れやずれにより浅い地震が起こります。

例題2　震源の並びから沈み込む向きを読み取ります

図2は、ある沈み込み帯を横から見た模式図です。海溝は左寄りにあり、赤い点は震源、上向きの橙色の矢印はマグマの上昇を表しています。海溝から右へ進むと震源が深くなっています。海洋プレートが沈み込む向きと、火山がある側を答えましょう。

1. 海溝の位置と海洋側・陸側の表示を確認します。紙面の右がいつも陸側とは限らないので、方位の思い込みではなく図の条件から読むためです。
2. 海溝に近い震源から遠い震源へ、深さの変化をたどります。震源が右下がりに並ぶことが、沈み込む板の向きを判断する根拠になるためです。
3. 沈み込む板の上にあるプレート側を確認し、火山の位置を述べます。火山を海溝の真上に置かず、海溝より陸側に離れて並ぶことを捉えるためです。

沈み込むプレートから放出される水などは、上のマントルの一部が融けやすくなる働きをします。そこで生じたマグマが上昇するため、火山は単純に海溝の線上にできるのではありません。「板がこすれて、その摩擦熱だけで火山になる」という説明では、この位置関係を説明できません。図の橙色の矢印はマグマの上昇を示し、プレートの移動を示す紺色の矢印とは意味が違います。

図2の点は沈み込むプレートに沿う地震の傾向を整理したもので、実際のすべての震源が1本の直線に並ぶわけではありません。上盤側の浅い部分にも地震は起こりますし、沈み込む角度にも地域差があります。資料を読むときは、個々の点のばらつきと全体の傾向を分けて見るとよいでしょう。

答え：海洋プレートは左から右下へ沈み込み、火山は海溝より右の陸側にあります。

例題3　移動速度を長い時間の距離に直します

海嶺を基準に、左側のプレートが左へ年2 cm、右側が右へ年3 cmで移動するとします。この速さが100万年間変わらないとき、最初に海嶺の両側で隣接していた2地点の距離は何km広がりますか。海嶺の位置は変わらず、途中の変形は考えないものとします。

1. 両側が互いに離れるため、速度を足します。求めたいのは片方の移動距離ではなく、2地点の間隔の増加なので、2 + 3 = 5 cm/年を用いるためです。
2. 100万年を1,000,000年に直し、5 × 1,000,000 = 5,000,000 cmと計算します。速さの「1年あたり」と時間の単位をそろえるためです。
3. 1 km = 100,000 cmを使い、5,000,000 ÷ 100,000 = 50 kmに直します。cmからmへの換算だけで止めず、設問のkmまでそろえるためです。

片側ずつ確かめると、左側は20 km、右側は30 km動き、合計は50 kmになります。問題文にすでに「両側の相対速度が年5 cm」と書かれている場合は、さらに2倍してはいけません。誰を基準とする速さなのかを読むことが、計算そのものと同じくらい大切です。また、この答えは与えられた一定速度の条件によるもので、実際のプレートの速さが地質時代を通じて不変だと示すものではありません。

答え：2地点の距離は50 km広がります。

例題4　同じ造山帯でも異なる仕組みを説明します

アンデス山脈とヒマラヤ山脈は、ともに新期造山帯に属します。それでも火山の分布に違いがある理由を、「沈み込み」「衝突」「大陸地殻」の語を使って説明しましょう。

1. まず、アンデス山脈では海洋プレートが大陸側の下へ沈み込むことを示します。火山列が形成される原因を、単に「新しい山だから」ではなく境界の仕組みで示すためです。
2. 次に、ヒマラヤ山脈では大陸どうしが衝突し、大陸地殻が厚くなることを示します。同じ圧縮でも、海洋プレートの沈み込みとは異なる隆起の仕組みを区別するためです。
3. 最後に、両者の違いを火山分布に結びつけます。設問は山脈のでき方だけでなく、その違いが何をもたらすかまで求めているためです。

論述では「アンデスには火山があり、ヒマラヤにはない」とだけ書くと、分布を言い直しただけになります。原因となる運動を入れ、ヒマラヤ山脈については「沈み込み帯のような火山列を伴わない」と範囲を絞ると適切です。周辺の広い地域まで含めて火山活動が一切ないと断定する必要はありません。

答え：アンデス山脈は海洋プレートの沈み込みに伴う火山列をもちますが、ヒマラヤ山脈は大陸どうしの衝突で大陸地殻が厚くなって形成され、同様の火山列を伴いません。

つまずきやすいところと直し方

誤り1　地震の多い場所には必ず火山があると考えます

誤った書き方は「地震帯と火山帯は完全に一致します」です。地震は岩盤の急なずれで起こりますが、火山にはマグマの生成と上昇が必要なので、発生の条件が同じではありません。ずれる境界や大陸どうしの衝突帯では地震が多くても、典型的な沈み込み帯の火山列は見られません。

正しい書き方は「地震と火山はプレート境界付近に多く分布しますが、境界の種類によって一致しない場所もあります」です。さらに、ハワイ諸島のように、プレート内部のホットスポットに関係する火山もあります。分布図で境界から離れた火山を見つけたら、図が間違っていると決めず、境界の運動以外の成因もあると考えてください。

誤り2　新期造山帯は高く、安定陸塊はすべて平らだと考えます

誤った書き方は「標高が高ければ新期造山帯、低ければ安定陸塊です」です。ここでは形成史と現在の形を混同しています。長く侵食された土地が後に隆起することもあり、安定陸塊にも高原や侵食でできた起伏が見られます。標高だけから地質の歴史を決めることはできません。

正しい書き方は「造山帯と安定陸塊は主に形成史で区分し、現在の起伏は隆起と侵食などの影響を合わせて考えます」です。図3のように、盾状地と卓状地の区別でも、着目するのは古い基盤と上を覆う地層の関係です。図の灰色部分が古い基盤、橙色部分がその上の堆積岩層で、左右は地表の高さを比べるための縮尺図ではありません。

図3の左では古い基盤が地表に出ており、右では水平な堆積岩層に覆われています。「盾」「卓」という文字の印象だけで暗記するより、図のどの色が地表に接するかを答えると、分類の根拠が明確になります。なお、古期造山帯と安定陸塊も同じものではなく、主な造山運動を受けた時期や基盤の歴史が異なります。

誤り3　海岸線をそのままプレート境界として描きます

誤った書き方は「大陸が終わり海が始まる線が、必ずプレート境界です」です。海岸線は水面と陸地の境目であり、地下の硬い板の切れ目とは異なります。例えば、大西洋を挟む大陸の海岸から離れた海底にもプレートが続き、大西洋中央海嶺に広がる境界があります。

正しい書き方は「プレート境界は海岸線とは別に、境界線や地震・火山の分布を確かめて読み取ります」です。海溝、海嶺、断層などの位置も合わせて見ると、地表の陸海の区分とは異なる地下の構造が見えてきます。地図に線を引く練習では、海岸線をなぞる前に凡例を読み、どの記号が境界を表すのかを確認しましょう。

練習問題

練習1

ある境界では2枚のプレートが境界に平行にすれ違い、浅い地震が多く発生しています。境界の種類を答え、この運動自体によって新しい海洋地殻がつくられるかを説明しましょう。海嶺での運動との違いに注目してください。

練習2

ある地域で、先カンブリア時代の古い基盤の上を比較的水平な堆積岩層が広く覆っています。安定陸塊の中のどの区分に当たりますか。また、分類の根拠を地層の重なりに触れて答えましょう。

練習3

海嶺を基準に、両側のプレートがそれぞれ反対向きに年2 cmずつ動きます。速さが50万年間一定で、海嶺の位置も変わらないとき、最初に隣接していた2地点の間隔は何km広がりますか。両側の移動を合計する式も書きましょう。

練習4

「ヒマラヤ山脈は火山列を伴わないので、地震も少ない」という説明を直しましょう。何が衝突して山脈を形成したのか、地震と火山では何が違うのかが伝わるように、2文で答えてください。

答えと解説

練習1の答え：ずれる境界で、この運動自体では新しい海洋地殻はつくられません。すれ違う際のずれは地震につながりますが、広がる境界でマグマが上昇して固まる仕組みとは区別します。

練習2の答え：卓状地です。古い基盤が露出している盾状地と異なり、その上を水平に近い堆積岩層が覆っていることが根拠です。単に地表が平らだからという説明では不十分です。

練習3の答え：20 kmです。相対速度は2 + 2 = 4 cm/年なので、4 × 500,000 ÷ 100,000 = 20 kmと求めます。片側の移動は10 kmであり、それだけを答えると間隔の増加を半分に見積もってしまいます。

練習4の答え：ヒマラヤ山脈は大陸どうしの衝突で形成され、現在も地殻変動が活発で地震が多い地域です。岩盤のずれによる地震と、マグマの上昇による火山活動は条件が異なるので、火山列がないことから地震が少ないとは言えません。

次の単元へのつながりと家庭での確かめ方

大地形の仕組みは、河川や海岸がつくる小地形を考える土台になります。山地が隆起すると河川の侵食が進むなど、内的営力と外的営力は別々に働くだけでなく関係し合います。また、山脈は風や降水の分布に影響するため、気候の学習でも地形の位置が必要になります。地震や火山の分布は防災につながりますが、プレート境界の地図だけで身近な場所の危険度まで決めることはできません。

家庭での確かめ方の1つ目は、5分で3種類の境界の矢印を白紙に描き、各図に地形と地震・火山の特徴を書き添えることです。2つ目は、別の5分で地図帳のアンデス山脈とヒマラヤ山脈を指し、それぞれの山のでき方を声に出して比べることです。お子さまの学習を見守る場合は、山脈名を言えたかに加えて、「なぜそうなるのか」という説明に着目すると、理解の途中が見えます。

個別指導では、震源の並びを読めない場合に、まず図の上下が地表と地下を表すことや、矢印が何の動きかというところまで戻って確かめます。用語の暗記を増やす前に、どの資料のどの部分を根拠にしたのかを言葉にして整理します。

まとめ

白地図に山脈名を入れられても、その地下の動きまで説明できるとは限りません。一方、沈み込む向きや衝突する地殻の性質をたどれれば、初めて見る震源分布の図にも判断の足場ができます。迷ったときは、名称から無理に答えを引き出すのではなく、動き、地形、地震や火山の順に関係を確かめてみましょう。

同じ新期造山帯の2つの山脈に異なる説明が必要になるところに、地理を学ぶ面白さがあります。山の名前の横に地下の動きを描けたとき、世界地図は地球の歴史を説明する図になります。