地震とは何ですか?なぜ地震が起こるのでしょうか?

地震は「 地殻内での動きや火山活動の結果、突然起こる地面の揺れであり、時には大きな破壊を引き起こす」と定義されています。 しかし、地殻変動の正確な原因は何で、なぜそれが起こるのでしょうか?この記事では、地震とその原因、そしてなぜ起こるのかについて詳しく説明します。さらに詳しく知りたい方は読み続けてください。

地震がどのように起こるかを理解するには、まず地震がどこで起こるかを理解する必要があります。地震は、4 つの異なる層からなる地殻の表面下で発生します。層には、固体の地殻、マントル、外核、内核が含まれます。リソスフェアと呼ばれる重要な領域もあります。この領域は地殻とマントルの最上層で構成されます。リソスフェアは連続した 1 つの層ではなく、実際には構造プレートと呼ばれる、まるでパズルのピースのような、多くの大きな地球の破片で構成されています。

これらの構造プレートは、絶えず流れ続ける地球のマントル層の上で絶えず移動し、移動しています。この動きは地殻に応力を蓄積させ、断層線として知られる亀裂の発生につながる可能性があります。これらの断層のいずれかで地殻が突然動くと、地震が発生します。ここは、地表で感じることができる時々激しい揺れが発生する場所です。

構造プレートは、地球の表面の下にある固体の岩の巨大なスラブです。上で述べたように、それらはリソスフェアの一部です。地球の構造プレートはすべて同じサイズであるわけではなく、実際には大きく異なる場合があります。地球の構造プレートには、幅がわずか数百キロメートルのものもありますが、数千キロメートルに及ぶものもあります。南極プレートと太平洋プレートは、地球上で最大の 2 つのプレートです。プレートの厚ささえも大幅に異なる場合があります。最も薄い構造プレートの中には、厚さが 15 km 未満のものもあります。これは通常、より若い海洋リソスフェアに当てはまりますが、一部のプレートの厚さは最大 200 km に達する可能性があり、これは通常、大陸リソスフェアのより古いプレートのために確保されています。北アメリカと南アメリカ（内陸部）の両方に、このサイズに一致する構造プレートがあります。

そこで問題は、「これらの巨大なプレートは、非常に重い重量があるのに、どうやって動き回るのだろうか？」ということになります。これはプレートの構成を見ることで答えられます。それらは何でできていますか?大陸地殻は、数種類の軽量鉱物からなる花崗岩で構成されています。これらの鉱物の例には、長石や石英などがあります。比較すると、海洋地殻は玄武岩質岩で構成されており、大陸地殻の鉱物よりもはるかに重いです。この 2 種類のクラストは厚さと密度が大きく異なるため、板厚の違いによってバランスがとれます。大陸プレートを構成する岩石ははるかに軽いため、その下のプレートははるかに厚いです。対照的に、海洋下の地殻ははるかに薄く、わずか約 5 km です。大陸の地殻は、その実物大を見ることができないという点で、まさに氷山に似ています。大陸には、より高い標高を支えるために、地表のはるか下まで広がるより深い層があります。

ほとんどの場合、構造プレートは海の下にあるため、プレートが出会う場所はわかりません。それにもかかわらず、境界の地図作成に役立つ GEOSAT 衛星などの機器のおかげで、プレートの境界は依然として宇宙から見ることができます。通常、これらのプレートが交わる場所では、多くの地震活動や火山が見られます。これは、そこで発生する摩擦の量と、互いに近くを移動するプレートの蓄積された応力と圧力によるものです。

火山活動がある場所では通常、地震活動が発生します。これはプレート境界に関しても例外ではありません。プレート境界のいずれかで火山が噴火すると、上昇するマグマの力に伴う圧力が同じ場所の周囲で地震を引き起こす可能性があります。一方で、地震がこれらの場所のいずれかで火山噴火を引き起こす可能性もあります。大地震の際、地殻の動きや変化により亀裂や裂け目が形成され、後に火山からのマグマのパイプラインとして機能する可能性があります。これは、時間の経過とともにプロセスがどのように機能するかをよりよく理解するために科学者がまだ研究しているものです。

地震は地震観測所の地震計ネットワークによって検出されます。これらの各ステーションは、現場の地面の動きを測定します。地震が発生すると、岩石が互いに移動するときに地面を振動させるエネルギーが放出されます。これらの振動は地面を押し続け、エネルギーが振動の波となって外側に伝わります。地震計ステーションは、たとえ微小であってもこれらの振動を感知し、特定のマグニチュードの地震として測定します。地震の規模がどのように決定されるのかを詳しく見てみましょう。

地震のマグニチュードは、地震の大きさの尺度として見ることができます。これは、震源での地震の規模を示す測定値であり、どこにいたか、またはその場所での揺れの感じに関係なく、同じままです。地震の規模を決定する際に リヒタースケール について聞いたことがあるかもしれません。この方法はかつては地震の規模を測定する主な方法でしたが、現在は時代遅れであり、USGS ではより大きな地震に対しては使用されていません。 USGS は現在、最も信頼できる推定値の範囲内で地震の規模を測定するためにモーメント マグニチュード スケールを使用しています。

その名前にもかかわらず、地震は地球以外の惑星でも起こります。科学者たちは、月、金星、火星、そしていくつかの木星の衛星などの場所でも、測定可能な地震活動を検出することができました。実際、NASAは火星での地震活動を研究するために地震計を火星に持ち込みました。彼らは、火星の内部が何でできているかを知りたいと考えていました。火星着陸船は、火星滞在中、他の惑星でこれまでに観測された最大の地震、つまりマグニチュード 5 を検出しました。2018 年 11 月にインサイトが火星に着陸して以来、火星では 1,300 回を超える地震が検出されました。

記録上最大の地震は、チリ大地震としても知られる 1960 年のバルディビア地震です。モーメントマグニチュードスケールでは9.4〜9.6でした。この地震は大津波を伴い、チリ南部、日本、ハワイ、フィリピン、ニュージーランド東部、アリューシャン列島、オーストラリア南東部に影響を与えた。震源地はルマコ近郊で、最も被害を受けた都市はバルディビアだった。この地震は最大82フィート（25メートル）の波を引き起こし、死者数は不明だが、1,000人から6,000人の間であると推定されている。

沈み込み帯は本質的に、地球の 2 つのプレート間の衝突スポットです。 2 つのプレートが出会う場所では、一方が他方の下に滑り込み、マントルの中に下方に曲がります。ほとんどの場合、沈み込み帯では、大陸地殻ではなく海洋地殻がマントルに沈みます。これは、前述したように、海洋地殻が大陸地殻よりもはるかに密度が高いためです。より高密度で重い地殻は、沈み込み帯で沈み、より軽い大陸地殻の下に沈みます。海洋地殻の層が十分に古いと、自然に崩壊して新しい沈み込み帯を自然に形成することがあります。

場合によっては、2 つの同じ種類の地殻が互いに衝突することがあります。たとえば、2 つの大陸の地殻が衝突する場合、沈み込み帯を形成せずに衝突する可能性があります。これは、どちらの地殻も他方の地殻の下に沈まないことを意味します。その代わりに、2 つの地殻が衝突して隆起し、山脈が形成されます。 ヒマラヤ山脈 は、インドの大陸地殻がアジアの大陸地殻と衝突したときにこのように形成されたと考えられています。

沈み込み帯は通常、海岸線に沿って位置しているため、そこによって発生する津波は常に人々が住んでいる場所の近くで発生します。海溝で大規模な地震が発生すると、海底の急激な変化により、膨大な量の水が移動します。この巨大な水の移動は、私たちが津波として知っているものです。これは通常、少なくともマグニチュード 7.5 以上の海溝型地震の場合に当てはまります。場合によっては、より小規模な地震により水が移動したときに小さな津波が発生することがありますが、これらは一般に小規模であり、生命に重大な脅威を引き起こすことはありません。しかし、これらより大きな津波が発生すると、はるかに大きな津波が発生し、多大な被害をもたらし、その進路にいる人々の生命に大きな危険をもたらす可能性があります。すべての海溝型地震が津波を引き起こすわけではありませんが、津波が発生すると大きな被害を引き起こす可能性があります。