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地球表層のダイナミクス:プレートテクトニクス
「地球の表層は、十数枚の固いプレートで構成されている。その相対運動によって、プレート境界に地震や火山が起きる。」
今日のお題
2008年4月28日Visual地球科学概説(京大・理・地球物理 久家慶子)
世界のプレート
世界の浅い地震(100km以浅;M>5)
演習( 4月9日)
世界の深い地震(100km以深;M>5)
深い地震
西 東
演習(4月9日)
東北地方の地震分布
0
100
200
300
400
500
600
700
130 132 134 136 138 140 142 144 146
経度
深さ(km
)
プレートの誕生と沈み込み
●●
●●
深い地震
● ●●
●
●
●
●
●
●
●
浅い地震
ベースの図は防災科学技術研究所のホームページから引用
世界でおこる浅い地震の断層の種類
プレートの誕生と沈み込み
正断層
横ずれ断層
逆断層
▲▲▲
火山
世界の地形(高度分布)
図はNOAAのホームページから引用
プレートテクトニクス
プレートとは何か?
「プレート」表層の固い部分
力学的な定義
物質境界ではない!地殻とマントル最上部からなる
「アセノスフェア」軟らかい部分
地表
地球の中心 表は朝倉書店「地球ダイナミクスとトモグラフィー」から引用
2つのプレート
●海洋プレート
どんどんつくられて、どんどん沈み込む
古さによって厚さ0~100kmぐらい
●大陸プレート
ずっとぷかぷかと浮いている
深さ200kmあるいはそれ以上の根っこをもつ
海洋底の年代
現存するのは古くても2億年ぐらい前のもの百万年
図はNOAAのホームページから引用
大陸地殻の年代分布
25-40億年
0-6億年
6-25億年数十億年前のものもある
図は朝倉書店「地球ダイナミクスとトモグラフィー」から引用
プレートテクトニクス
プレートが動いている証拠は?
ここは、講義のときに配布したノートを
参照のこと
プレートテクトニクス
プレート内部にもひずみをつくる:
日本列島や周辺のひずみ
GPS観測をもとにした「日本列島の変形のアニメーション」は、4月16日の
演習のホームページを参照のこと
日本列島はおよそ東西方向に圧縮されている
【証拠】地震を起こした断層の向き・ずれの規則性
プレートテクトニクス
プレートはなぜ硬いのか?
冷却による海のプレートの成長
海嶺
「プレート」表層の固い部分
「アセノスフェア」軟らかい部分
朝倉書店「プレートテクトニクスの基礎」から引用
地震波トモグラフィー
地震波の到達がはやい
地震波速度がはやい領域
プレートは地震波でみるとどうみえるか?
地表
地震波の波線
図は朝倉書店「地球ダイナミクスとトモグラフィー」から引用
深い地震
西 東
演習(4月9日)
東北地方の地震分布
0
100
200
300
400
500
600
700
130 132 134 136 138 140 142 144 146
経度
深さ(km
)
プレートを地震波でみると
• 伝播する速度がはやく
• 波の振幅の減衰が小さく
みえる
遅い 速いP波速度
東北日本の断面
図は「Exploring Earth 2nd ed」Prentice Hallより引用
表層200kmの地震波の伝播速度
遅い 速い
地震波速度表は朝倉書店「地球ダイナミクスとトモグラフィー」から引用
世界のプレート
プレートテクトニクス
プレートは
どこまで沈みこんでいるのか?
東北地方の下へ沈みこむ高P波速度の太平洋プレート
2900km(マントルと核の境界)
地表
660km
青:速度が速い黄:標準赤:速度が遅い
西 東
図はFukao et al. (2001)から引用
660km
P波速度分布の断面図:
沈み込むプレートの行方
青:速度が速い黄:標準赤:速度が遅い
図は朝倉書店「地球ダイナミクスとトモグラフィー」から引用
今日のまとめ①:プレートテクトニクス
●地震の原因となる地面のひずみの蓄積を説明する。
●プレート(リソスフェア)は物質境界ではなく、力学的に「硬い部分」。主に温度が低いことにより、硬い。
●プレートには、海洋プレートと大陸プレートがある。大陸プレートは、長いものは数十億年、表層に安定に存在。海洋プレートは、海嶺でどんどんつくられ、表層を水平方向に移動しながら冷却され、海溝で深部へ沈み込む。このサイクルは、長くて数億年。
「地球の表層は、十数枚の固いプレートで構成されている。その相対運動によって、プレート境界に地震や火山が起きる。」
今日のまとめ②:プレートテクトニクス
●海溝から沈みこんだ海洋プレート内で、深い地震が起こっている。また、プレートは、地震波を速く伝播する領域でもある。これらをもとに、深い地震の分布や地震波速度の高速度領域の位置から、地球の中にあるプレートの位置が推測できる。
●地震波の伝播する速度の速い領域としてみえるプレートは、地震が起こっている部分よりも更に深いところまで伸びている。地表から沈み込んだプレートは、決してまっすぐに沈み込んでいるわけではなく、多くは、途中で水平方向に曲がっているようにみえる。
「地球の表層は、十数枚の固いプレートで構成されている。その相対運動によって、プレート境界に地震や火山が起きる。」
プレートはなぜ動く?
なぜ沈み込む途中で曲がるのか?
を考えながら、次回(5月7日)は
マントル
のはなしです。
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