地震はどうして起こるの？

仕組みの科学

地震のエネルギー源は、地球内部でゆっくりと対流するマントルの動きだ。気象庁名古屋地方気象台の解説によると、地球内部の高温の物質が海底の「海嶺（かいれい）」で表面に湧き出し、そこから左右へ広がる過程で厚さ数10km〜100kmのプレートが作られる。プレートは年数cmの速度で拡大しながら地球表面を移動し、別のプレートとぶつかる場所では、密度の高いほうが下にもぐり込む「沈み込み」が起こる。この沈み込み帯では、陸のプレートが海のプレートに引きずり込まれるように歪みをためていき、その歪みが岩盤の限界を超えた瞬間に、跳ね上がるように動いて巨大な地震を起こす。一方、プレートの内部でも力が加わり、浅い場所では内陸地殻内地震が起きる。地下深くで起きる地震・浅いところで起きる地震、それぞれで揺れの伝わり方や被害の性質が変わってくる。地球という巨大な熱機関の営みが、私たちが感じる「地面の揺れ」の正体だと言える。

歴史と発見

地震の原因が「地球表面を覆う複数の板の運動」だという考え方——プレートテクトニクス——が広く受け入れられるようになったのは1960年代後半のことだ。それまでは、大陸は動かないと考えられていた時代が長く続き、20世紀初頭にドイツの気象学者ウェゲナーが提唱した「大陸移動説」も、動く仕組みを説明できないという理由で長らく主流の学説とはならなかった。第二次世界大戦後、海底の詳しい地形調査や地磁気の縞模様の発見、深海底での岩石の年代測定などが進み、海洋底が海嶺から左右に広がっていくことが実証された。これらの発見が組み合わさり、地球表面が複数のプレートに分かれて動いているという理論が確立されていった。日本では、太平洋プレート・フィリピン海プレート・北米プレート・ユーラシアプレートの4枚が集まる地帯という特殊な立地が、繰り返し地震・津波・火山活動をもたらしてきた歴史がある。地震のメカニズムが解明されたことで、活断層の分布調査や海溝型地震の長期評価といった、地震防災の科学的な基盤が整えられていった。

もう一歩先

地震研究は現在、「なぜ起こるか」から「いつ・どこで・どれくらいの規模で起こりやすいか」を確率で示す段階へと進んでいる。政府の地震調査研究推進本部は、活断層や海溝型地震について長期評価を公表しており、確率分布として将来の発生可能性を示す取り組みが続けられている。ただし、地震の発生時刻を高い精度で予知することは、現在の科学水準では確立されていない。予知よりも「揺れが到達する前の数秒〜数十秒に警報を出す」緊急地震速報や、建物の耐震化・家具の固定・避難経路の確認といった具体的な備えのほうが、命を守る効果が高いとされている。子どもの自由研究のテーマとしては、自宅周辺の地盤や活断層の分布を地図で調べてみる・家族と避難場所や連絡方法を話し合ってみる・非常持ち出し品を一緒にそろえてみる、といった実践的な取り組みが向いている。「地震はなぜ起こるのか」を知ることは、「地震が起きたときにどうふるまうか」を考える出発点でもある。