思ったよりも規則性があると私は考えているんですよ。ただのり)大阪生まれ、京都育ち。届かない地下を電磁気を使って照らしだし、海底下の巨大地震発生域のイメージ化、石油・天然ガスなどの海底資源の新しい探査法の確立をめざして奮闘中。個人ブログ「海の研究者」は、地球やエネルギーにまつわる話題を扱い評判に。趣味は、バイクとお酒(!)と美術鑑賞。私はいわゆる地震学者ではありません。地震がどのようにして起きるかを調べたり、地震データを扱ったりする研究者は王道たる地震学者ですが、私は電気を利用して地下を掘らずに探査する「地下探査テクノロジー」の専門家です。これまでにいくつもの活断層探査に参加したり、実際に自分で活断層探査をしたりと、地震に関係する地下探査を行なっていますから地震学者の端くれではあります。よって東日本大震災が起きてから数日後のことです。そこには次のような問いかけがありました。◎科学の敗北か当時、「想定外」という言葉がニュースのあちこちで聞かれました。マグニチュード9.0の地震発生に対しても、多くの地震学者が想定外だったと発言しています。教授は「そのとおりです。私自身、非常にショックを受けました。科学が敗北したようなものです」と答えています(注1)。東大教授のこの発言自体に、私も強いショックを受けました。2012年5月)(注2)では、「想定」という言葉は196回も出てきています(この報告書には学者の生の声が多数掲載されています。専門用語が多いので読みづらいとは思いますが、非常に参考になります)。本連載でもこの「想定外」について考えてみましょう。想定外だった理由」について考えてみることにします。今回はその前編(プロローグ)です。◎地震発生のしくみまず地震がどのように起きるのかをおさらいしましょう。これまでにも何度か触れましたが、断層がずれると地震がおきます。場合は、海底の大断層がずれ動きました。146-148(2011)より引用。図1は、ニュースや本でよく目にする模式図です。東北日本の岩盤は「北米プレート」と呼ばれています。日本海溝より東側の海底には「太平洋プレート」と呼ばれる別の岩盤が広がっていて、北西方向に年間約8cmの速度で進んでいます。太平洋プレートは北米プレートと出会い、日本海溝から日本列島の下へと沈み込みます。この2枚のプレートのあいだに作られる大断層が「プレート境界断層」です。プレートとプレートは摩擦によって互いにこすれあうので、プレート境界断層の周辺の岩盤にはだんだんと歪が溜まります。岩盤が歪の大きさに耐えられなくなったとき、プレート境界断層が大きくずれて歪みを解消します。これが地震の発生です。図2(下図)を見てください。(上)海と陸で色を塗り分けた場合。海底のうち白っぽい部分は浅い部分を示している。(下)海と陸を同じ色で塗った場合。これは地球と火星の地図を比べたものです......と思いきや、実はどちらも地球の地図です。上側は見慣れた世界地図ですね。下側は海と陸を塗り分けていない世界地図です。地球から海を取り除いた地図と考えるとよいでしょう。すると、陸上だけでなく海底にも山や谷が沢山あることがよく分かります。いやむしろ、海底のほうが陸上よりも凸凹しているようにも見えます。大西洋の真ん中には、南北約2万kmに渡って海底大山脈が続いています(図2の矢印)。これは大西洋中央海嶺(「海嶺」は「かいれい」と読みます)と呼ばれていて、平らな海底から見上げるとその高さは2000~4000mにもなります。そのうち、一部は島になって海の上に顔を出していますが、大部分は海の中に隠れているので私達はその存在を忘れがちです(実際、この海底大山脈が見つかったのは比較的新しく、いまから140年ほど前です)。大西洋だけでなく、太平洋やインド洋・南氷洋など、世界の海底には海嶺が見つかっていて、その多くは互いにつながっています。世界を一周する勢いで海底大山脈が伸びているのです。図2にはそのヒントが隠されています。大西洋中央海嶺は南北にまっすぐに伸びているのではなく、蛇のようにクネクネと曲がっています。その形は南北アメリカ大陸の東側の海岸線や、ヨーロッパ・アフリカ大陸の西側の海岸線とよく似ています。海岸線ができた理由と海嶺ができた理由を、同時に説明したくなりますね(注3)。大西洋の海底から泥や岩石を採取して詳しく調べたところ、“海嶺の付近ほど海底の年齢が若く、遠ざかるほど古い”ことが分かりました。このような観測事実から図3aのような「拡大する海底」が提案されました。1960年頃の話です。海嶺は海底火山の連なりであり、ここでマグマが噴き出して海底が生み出されます。誕生した海底は海嶺を中心として左右に分かれて拡大していくのです。米国地質調査所によるアニメーション。(a)海嶺で海底が生み出され、左右に広がっていく様子。約1億5千万年かけて大西洋の海底が広がり、大陸が分裂していく様子。http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/animate/海底が動くと大陸も押し動かされます。南北アメリカ大陸とヨーロッパ・アフリカ大陸は元々ひとつの大きな大陸でした。これは超大陸「パンゲア」と呼ばれていて、オーストラリア大陸や南極大陸も一体でした(「パンゲア」とはギリシャ語で「すべての陸地」という意味だそうです)。超大陸の証拠ですが、現在の大陸をパズルの「ピース」と考えると、大陸と大陸の「繋ぎ目」に当たる部分で同種の化石が見つかっています。陸上の岩石磁気の測定からも約2億年前には大陸と大陸がくっついていたことが示されています(詳細はまた改めて紹介しましょう)。ところがあるとき(理由は完全には解明されていませんが)、超大陸パンゲアの真ん中で火山活動が盛んになり、やがて大陸が東西に裂け始めました。大西洋の誕生です(図3b)。誕生後も大西洋の海底は拡大を続けます。このために大西洋中央海嶺の山脈の連なりと、大西洋沿岸の海岸線の形状が似通っているのです。科学者も当初は半信半疑でしたが、このアイデアを支持する観測結果は続々と出てきました。地球から遠く離れた星からの電波を利用して、ドイツとアメリカのあいだの距離の変化を測ってみたところ、大西洋を挟んだ2地点は1年に約2cmずつ広がっていたのです。して生まれたアイデアが「プレートテクトニクス」です(図4)。プレートテクトニクスの概念図。海洋プレート(リソスフェア)は海嶺(海底火山)で生まれて、海溝から陸地の下に沈み込む。日本列島のように海洋プレートが沈み込むエリアは「沈み込み帯」と呼ばれている。ベレ出版『地底の科学』より。いうアイデアも生まれます。http://www.elsevier.com/jp/early-career-researchers/interviews/2011_04_interview.pdf注2:下記よりダウンロード可能です。http://zisin.jah.jp/pdf/SSJ_final_report.pdf注3:「似ている」だけで「同じ理由」とするのはやや早計です。海岸線のでき方と海底大山脈のでき方を、別々の過程で考えることも可能でしょう。科学はより簡単な説明の方を好みます(これは「オッカムの剃刀」として知られています)。「プレートテクトニクス」は海岸線と海底大山脈のでき方を同時に簡単に説明できるので、科学に愛されたのです。単純さに目を奪われすぎると本質を見誤るのもまた事実。「想定外」はまさにその時起きます。ここが科学の真の難しさでもあります。地中の埋蔵金の探し方(1)。