高校地学基礎 地震の発生—震源分布と断層の動きをプレートにつなぐ｜武蔵野個別指導塾

震央と地下の震源を区別し、海側から陸側へ並ぶ震源の深さを手掛かりに、プレートの沈み込む向きを探ります。

よくあるのは、高校生が震央と震源を同じ点にして、地震が地表で始まったと考える場面です。地下の位置には深さも必要です。学校の範囲表、授業ノート、ワーク、小テストの該当箇所を見比べ、地図と断面図の点が何を表すかを確認しましょう。

問題で読み取るもの

地震の発生では、震源と震央を図に記す問題があります。地下の震源から地表へ垂直に線を引き、その交点を震央として示せるかが焦点です。地図では深さが見えにくいため、地図の点が震央か震源かを凡例で確かめます。

海溝から陸側へ並ぶ震源の深さを読み、沈み込むプレートの向きを答える資料問題もあります。横の位置と深さを組にして、点の並びがどちらへ傾くかを説明します。図の左右と実際の方位を混同しないよう、海側と陸側の表示を見ます。

さらに、プレート境界付近とプレート内部で起きる地震を区別します。震源の位置の情報が足りないときは、無理に種類を決めず、何が不足するかを答えます。

地下と地表の点

地下の岩盤にたまったひずみが解放され、断層に沿って岩盤が急にずれると地震が発生します。震源は地下で破壊が始まった場所です。断層のずれには広がりがありますが、震源はその始まりを指します。震央は震源の真上の地表の点です。

図1のように、震源から地表に向けて垂直に線を引くと震央が得られます。模式図であり、深さと横の長さは実際の比率を表しません。

図1の縦の隔たりが震源の深さです。地図上の震央から、震源がどれほど深いかは点の位置だけでは決まりません。凡例に深さが記されていればその情報を使い、なければ勝手に補わないことが必要です。

収束する境界では、一方のプレートが他方の下へ沈み込みます。プレートの境界付近では、接する部分が引っかかってひずみがたまり、急にずれて地震が生じることがあります。沈み込むプレートの内部や、上側のプレートの内部でも地震は起こります。

震源を断面に投影すると、沈み込むプレートに沿って浅いものから深いものへ帯状に並ぶことがあります。点が並ぶという観察と、プレートが沈み込むという解釈を分けて書きましょう。個々の点が境界面上か内部かは、境界を示す情報との照合が必要です。

基本例題：深さの順

次は読み取りのために作ったモデルです。海側が左、陸側が右の断面で、海溝から陸側に向けて、震源A、B、Cがこの順に並びます。深さはそれぞれ20 km、40 km、60 kmです。3点は沈み込むプレートに沿うものとします。どちら向きに深くなるか、プレートの沈み込む向きを海側・陸側の語を使って答えてください。Bの震央も説明してください。

図2のように、点の名前を位置と深さに分けて読みます。数値は問題の条件で、実際の観測値ではありません。

1. 海側から陸側へ、A、B、Cの順です。
2. 深さはAが20 km、Bが40 km、Cが60 kmです。
3. 40 km − 20 km = 20 km、60 km − 40 km = 20 kmです。陸側へ進むと深くなります。
4. 3点がプレートに沿うという条件から、海側から陸側へ沈み込むと判断します。
5. Bの真上の地表がBの震央です。

答えは「海側から陸側へ深くなり、プレートは海側から陸側へ沈み込む。Bの震央はBの真上の地表の点」です。図2に戻り、AからCへ右下に進むことを確かめます。20 kmに差の20 kmを2回足すと40 km、60 kmとなり、条件に戻ります。

深さは地表から下向きの距離なので、数が大きいほど深くなります。3点がプレートに沿うという条件はありますが、境界上とは指定されていません。3点とも境界の地震だと断定することはできません。

境界と内部を分ける例題

海側から陸側へ傾いて沈み込むプレートの上面が、断面に境界として示されています。地震Dの震源は境界上、Eは沈み込むプレートの内部、Fは上側のプレートの内部です。各地震を境界付近の地震かプレート内地震かに分け、「境界」「内部」の語で理由を述べてください。

境界線をたどると、Dはその線上にあります。EとFは境界線から離れ、それぞれプレートの内部にあります。したがって、Dは境界付近の地震、EとFはプレート内地震です。別のプレートにあっても、ずれた場所が境界か内部かという関係で分けます。

震央の位置だけが示され、震源の深さも境界の形も不明なら分類を保留します。地表の点から地下のずれの位置を特定できないためです。震源の深さを含む位置と、地下のプレート境界の位置が判断に必要です。

誤答の直し方

「震源と震央は同じ地下の点」という誤答は、地表と地下の区別を落としています。図3のように、地下の点から地表へ垂線を引き、上の交点に震央と書き直します。震源は地下で破壊が始まった点のまま残します。

図3の線の上端と下端は別の点です。斜めに線を引いた場合も、真上という定義に戻り垂直に直します。「深い震源はすべて境界上」という答えも、深さだけからは導けません。境界と点の関係を示す条件がない場合は、判断に必要な情報を挙げます。

練習問題

以下は自作モデルで、実際の観測値ではありません。先に4問を解いてから、まとめて答えを見てください。

1. 地下の点Gで破壊が始まりました。Gから地表へ垂直に引いた線の交点をHとします。震源と震央を記号で答え、理由も書いてください。
2. 海側から陸側へ震源J、K、Lが順に並び、深さは15 km、35 km、55 kmです。3点が沈み込むプレートに沿うとき、深さの増える向きとプレートの沈み込む向きを答えてください。隣り合う深さの差も整数と単位で答えてください。
3. 震源Mはプレートの境界上、Nは上側のプレートの内部にあります。各地震を境界付近の地震かプレート内地震かに分け、理由を述べてください。
4. 地図に震央Pがありますが、震源の深さも地下の境界の位置も示されていません。境界付近の地震と断定できるか答え、判断に必要な情報を2つ挙げてください。

答えと確かめ

1は震源がG、震央がHです。Gが破壊の始まった地下の点で、Hはその真上の地表だからです。Hから鉛直に下がるとGに戻ります。

2は深さが海側から陸側へ増え、プレートも海側から陸側へ沈み込みます。差は35 km − 15 km = 20 km、55 km − 35 km = 20 kmです。15 kmに20 kmを足すと35 km、さらに20 kmを足すと55 kmになり、条件に戻ります。

3はMが境界上なので境界付近の地震、Nが上側のプレートの内部なのでプレート内地震です。境界線上にM、上側の内部にNを置き直すと条件に戻ります。

4は断定できません。震源の深さを含む地下の位置と、地下のプレート境界の位置が必要です。震央Pの真下には深さの異なる位置が考えられ、どの位置から真上に戻ってもPになるためです。

資料を読む順番を練習する

断面図に多くの点があるときは、初めからプレートの向きを決めようとせず、図の約束を順番に確認します。まず横軸が何を示すかを見ます。海溝からの距離なのか、海側と陸側の位置を模式的に示しているのかによって、読み取れる内容が変わります。図に方位が書かれていないのに、左右を東西に置き換えることはできません。

次に縦軸を確認します。深さが下向きに増える断面では、下にある点ほど深い場所を表します。軸の数字が与えられていれば単位も読み、点の高さを目盛りと対応させます。数字がなく、単に浅い点と深い点の順序だけが示されている場合は、大小関係を述べ、具体的な深さは作らないようにします。

その後、震源の点の集まりを海側から陸側へ追います。点を一つずつ結んで一本の断層が存在すると断定するのではなく、全体としてどちらへ深くなる帯が見られるかを考えます。点にはそれぞれ異なる地震が対応します。したがって、複数の点を、一回の地震で破壊が始まった複数の位置と読み替えないことも大切です。

点の並びが沈み込むプレートに沿うと問題で与えられているときは、その並びの傾きから沈み込む向きを答えられます。資料にプレートの輪郭が描かれていれば、震源の帯と輪郭の関係も見ます。観察した事実と、そこから考えた地下の構造を一文ずつ分けると、根拠が答案に残ります。

例えば、点が陸側に向かって深くなるという記述は、図から読み取ったことです。そこから海側のプレートが陸側の下へ沈み込むと考えるのは、その並びとプレートを結び付ける解釈です。問題で示された条件を根拠として添えると、単なる方向の暗記よりも説明が明確になります。

境界の情報がないときの考え方

地表の地図に震央が集まっていると、地下の震源も一つの浅い面に集まっているように見えるかもしれません。しかし、同じ地表の位置に対応する地下には、深さの異なる位置が考えられます。地図が示すのが震央である以上、点の横の位置と深さを同じものとして扱うことはできません。

逆に、断面図に震源が描かれていても、プレートの境界線がなければ、各震源が境界そのものにあるかどうかは確定できません。深さの帯は沈み込むプレートの存在を考える手掛かりになりますが、点と境界線が重なるという情報とは別です。答案には、わかったことと、判断に足りないことを分けて書きます。

地震の起こる仕組みを述べる問題では、力が加わること、岩盤にひずみがたまること、断層に沿って急にずれることを順に結びます。単に「プレートがあるから地震が起こる」と書くと、どこがどのように動いたのか伝わりません。境界の地震なら接する部分、内部の地震ならプレート内部の岩盤を主語にすると位置が明確になります。

一方で、与えられた図に動きの向きがない場合、断層の左右の岩盤がどちらへ何だけ動いたかは決められません。境界付近という位置の分類と、具体的なずれの方向は異なる情報です。設問が求めるものを先に囲み、資料に示された情報だけで答えを作ります。

答えを見直す視点

記述の見直しでは、まず名詞が指す場所を確認します。「震源が地表にある」と書いていれば、地下で破壊が始まるという定義と矛盾します。「震央が地下にある」と書いていれば、震源の真上の地表という定義に戻します。どちらも名前だけの訂正で済ませず、垂直な線を図に書いて位置関係を確認します。

次に方向を確認します。海側から陸側へ進みながら深さが増す資料なら、深くなる方向は陸側です。海側へ沈み込むと書いた答案では、図の点を逆方向にたどった可能性があります。点の並びを指で追い、地表から遠ざかる向きを言葉にしてから矢印を直します。

最後に、結論を条件へ戻します。深さの差を計算したら、浅い値に差を足して次の値になるかを確かめます。分類を答えたら、震源の点を境界線上または内部に置き直します。条件に戻らない場合は、暗算だけでなく、最初に読み取った点の名前や単位から見直します。

問題の図が模式図であれば、見た目の線の長さを測って実際の距離に換算しないことも必要です。数値のある目盛りや問題の条件を使い、示されていない量は求められないと判断します。図の形は関係を伝えるために描かれていると考えましょう。

覚えておくこと

震源は地下で破壊が始まった場所、震央はその真上の地表です。
震源の位置は深さと横の位置を組にして読みます。
震源の帯の傾きは沈み込むプレートを考える手掛かりです。
境界付近か内部かは震源と境界の位置関係で判断します。

答案の確かめ方

点を指す問題で手が止まる場合は、地表線と地下の点が別々に描かれているかを見ます。点の名前が逆なら、破壊の開始点を先に決め、そこから真上へたどる順に直します。深さの分布では、位置と深さを読み上げ、深い点へ向かう向きを矢印にします。

個別指導では、語が指す点を図に示してもらいます。必要な線や深さが示されていない資料なら、判断を保留し、不足する情報を言葉にできるかが理解の目印です。地下の点と地表の点を結ぶと、震源分布の読み取りが始まります。