地震が発生するメカニズムとは?どうやって起こるかを知っておこう!

地震が起きるメカニズム

毎日のようにどこかで起きている地震。

特に地震大国といわれる日本では、地震への対策とともに地震に関する知識も持っておく必要があります。

近年、地震はどうやって起こるのかというメカニズムを調査する技術は急速に進歩しています。

そこで今回の記事では地震への理解を深めるために、地震が発生するメカニズムについてお伝えします。

この記事を読んだらわかること

・地震は地下で起きているプレートのずれやひずみで生じる力によって発生します。
・地震のメカニズムは大きく分けて海溝型(プレート境界型)と内陸型(直下型)の2種類があります。

地震のメカニズムには2種類ある

地球の層構造
出典:国土交通省 気象庁HP

日本だけでなく世界で頻発している地震は、どうやって起こるのでしょうか。

地震が発生するメカニズムには、「プレート」の配置と動きが大きく関与しています。

地球の構造は、高温で軟らかい岩の層である「マントル」を中心にいくつかの層構造となっています。

マントルの上にある「地殻」と地殻に近い部分にある「上部マントル」は板状の岩盤になっており、これを「プレート」と呼んでいます。

プレートの動き
出典:国土交通省 気象庁HP「プレートの移動」

プレートは十数枚に分かれて地球の表面を覆っており、プレートには海底にある「海洋プレート」と大陸の下にある「大陸プレート」とがあります。

マントルは常に対流し少しづつ動いているため、それに合わせるようにマントルの上に載っているプレートも少しずつ動いています。

そしてプレートどうしがぶつかり合い、その場所で起きるひずみや沈下などから生じた強い力によって地震が発生します。

これが地震が起きるメカニズムです。

このメカニズムは更にプレートの沈下による「海溝型(プレート境界型)地震」と、プレート内の断層による「内陸型(直下型)地震の2つに分けることができます。

海溝型(プレート境界型)地震のメカニズムとは

海洋プレートと大陸のプレート境界はいわゆる「海溝」と呼ばれる深い溝になっており、ここで起こる地震を「海溝型(プレート境界型)地震 」といいます。

具体的にどのようなメカニズムで起きているのか、詳しくみてみましょう。

海溝型(プレート境界型)地震が起きるメカニズム

海溝型(プレート境界型)地震がどうやって起こるのかというと、まず海底にある海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込み大陸プレートの先端が引きずり込まれて「ひずみ」を蓄積します。

海溝型(プレート境界型)地震が起きるメカニズム
出典:内閣府 防災情報ページ

ひずみが限界に達して耐えられなくなり、境界部分が元に戻ろうとして跳ね上がることで地震が発生します。

海溝型(プレート境界型)地震が起きるメカニズム
出典:内閣府 防災情報ページ

この海溝型(プレート境界型)地震 は発生頻度が100年に1回程度と高いのが特徴で、マグニチュードの大きさも大きく、津波が発生する場合もあります。

1923年に起きた「関東大震災」や2004年の「スマトラ沖地震」、2011年の「東日本大震災」もこのメカニズムによって引き起こされた地震です。

<参考コラム>スロースリップ現象について解説【地震の中でもゆっくりと滑る】

世界と日本のプレート

世界のプレート
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

先述の通り地球は十数枚ものプレートで覆われているため、世界中にプレートどうしが接している境界はたくさん存在します。

世界にあるプレートは分類の仕方によって多少前後しますが、一般的に次の15枚といわれています。

  • ユーラシアプレート
  • 北アメリカプレート
  • 南アメリカプレート 
  • 太平洋プレート
  • ココスプレート
  • ナスカプレート
  • カリブプレート
  • アフリカプレート
  • 南極プレート
  • アラビアプレート
  • インドプレート
  • オーストラリアプレート
  • フィリピン海プレート
  • スコシアプレート
  • ファンデフカプレート

これらのプレート境界と地震の発生分布図を照らし合わせると、次のようになります。

プレートと地震分布
出典:気象庁HP

地震が多く発生している場所の多くはプレート境界周辺に集まっていることがわかります。

では日本はどうでしょうか。

日本列島とその周辺のプレート
出典:内閣府HP「日本列島とその周辺のプレート」

日本列島の周辺では海洋側の太平洋プレートとフィリピン海プレート、そして陸側の北アメリカプレートユーラシアプレートの4つのプレートが接しており、それらの境界が日本海溝、相模トラフ、南海トラフとなっています。

このように日本列島の周辺はプレート境界がせめぎ合っているため、日本では地震が多くなっています。

なお、近年の地震のメカニズムの解明により、海溝型(プレート境界型)地震については発生場所や規模に関する一定の予測ができています。

発生時期に関しては、過去の記録などから長期的な予測がなされています。

内陸型(直下型)地震のメカニズムとは

内陸型(直下型)地震は、内陸部にある断層で発生する比較的震源地が浅い地震のことで、海溝型(プレート境界型)地震に比べると比較的規模や被害範囲が小さいといわれています。

では内陸型(直下型)地震はどうやって起きるのでしょうか。

詳しいメカニズムをみてみましょう。

内陸型(直下型)地震が起きるメカニズム

私たちが住んでいる場所の地下深くには岩盤(プレート)があります。

岩盤に大きな力が加わることによってひずみが生じ、蓄積されたひずみが大きくなると、内陸部の岩盤の弱い部分や割れ目で急激な「ずれ」がおこります。

ずれの部分を「断層」といい、この衝撃が地面に伝わって地震が発生します。

活断層による地震のメカニズム
活断層による地震のメカニズム
出典:内閣府 防災情報ページ

また、断層の中でも過去に地震を起こし、将来も活動すると考えられる断層のことを「活断層」と呼んでいます。

活断層が一定の間隔で繰り返しずれが生じたり活動することによって、再び地震を引き起こします。

このように、内陸型(直下型)地震が発生するメカニズムは主に活断層のずれによるものとされています。

日本は活断層が多い

<活断層の図>

日本の活断層
出典:地震調査研究推進本部事務局HP

日本には約2,000以上の活断層が見つかっています。

また、地表の現れずまだ発見されていない活断層も数多くあるとされています。

活断層による内陸型(直下型)地震は海溝型(プレート境界型)地震より規模は小さいものの、局地的な激震を引き起こすこともあります。

震源地が浅く、内陸の人々が生活をしている都市部の下で起こるため、マグニチュードが小さくても甚大な被害をもたらします。

過去に起きた内陸型(直下型)地震として、1995年に起きた「阪神淡路大震災」、2004年の「新潟中越地震」、そして2016年の「熊本地震」などがあります。

まとめ

地震のメカニズム

地震が発生するメカニズムは、地中にあるプレートどうしがぶつかり合い、その場所で起きるひずみや沈下などから生じた強い力によって起こるというものです。

そしてこのメカニズムは、プレートの沈下による「海溝型(プレート境界型)地震」と、プレート内の断層による「内陸型(直下型)地震」の2つに分けられます。

日本は4つのプレートがせめぎ合った状態に位置し、また、地中には多くの活断層があるため世界的にも地震が多いことで知られています。

私たちはそのことを十分に理解したうえで、地震への備えをしておかなければなりません。

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監修者情報

株式会社トキワシステム

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制震ダンパー・地震対策の情報について発信しています。
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保有資格
・二級建築士
・フォークリフト運転技能者
・木材加工用機械作業主任者
・第二種電気工事士

受賞歴
・GOOD DESIGN AWARD 2021