[지진] 인류를 위협하는 「메가천변지이」가 일어날지도 모른다…그 진원지는 「미국」과 「가고시마」

[お持て成し]

인류를 위협하는 「메가천변지이」가 일어날지도 모른다…그 진원지는 「미국」과 「가고시마」 / 8/25(금) /현대 비즈니스

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지진이 발생하는 것은 플레이트라는 단단한 암판이 이동하기 때문이다.
그렇다면 그 플레이트를 움직이고 있는 것은 무엇일까? 그리고 그 움직임에 주기는 있는 것일까? 지구 표면을 덮는 십여 장의 플레이트가 이동함으로써 과거 지구상에 있던 하나의 초대륙은 다섯 개로 분열되었다고 한다. 그리고 이러한 대지의 변동에 의해 생긴 변형에서 일어나는 거대한 진동이 지진이다.
여기서는 '천변지이의 지구학 거대 지진, 이상기후에서 대량 멸종까지'를 한 손에 들고 지구 지하 2900km까지 잠수해 플레이트의 움직이는 구조를 살펴보자.
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(본 글은 후지오카 칸타로 『천변지이의 지구학--거대지진, 이상기후에서 대량멸종까지』를 일부 재편집하여 소개하고 있습니다.)

◎ 플레이트가 움직이면 지진이 일어난다

해구형 지진의 두 가지 유형. 위 : 칠리형 젊고 따뜻하며 가벼운 플레이트가 얕은 각도로 가라앉는다. 아래 : 마리아나 형 오래되고 차갑고 무거운 플레이트가 깊은 각도로 가라앉는다

고체 지구에 기인하는 재해의 첫 번째는 지진입니다. 지진에는 바다에서 일어나는 지진과 육지에서 일어나는 지진이 있는데, 여기에서는 주로 바다에서 일어나는 지진에 대해 이야기합니다. 이것은 지구의 표층을 덮고 있는 100km 정도 두께의 플레이트라고 불리는 암판 부분에서 일어납니다.

10장 정도 어떤 플레이트끼리의 실랑이로 인해 발생하는 것입니다.

우선 플레이트가 떨어져 나가는 해령[海嶺]에서는, 땅이 양쪽으로 밀려서 갈라진 틈(리프트)이 형성될 때 지진이 일어납니다. 플레이트가 엇갈리는 트랜스폼 단층 또는 파열대라고 불리는 곳에서는 2개의 플레이트가 서로 엇갈리기 때문에 옆으로 치우친 단층이 지진을 일으킵니다.

이 지진들은 모두 지각 내지 상부 맨틀에서 일어나기 때문에 비교적 얕은(지하 60km 정도까지의) 지진입니다.

한편 플레이트가 부딪히는 경계, 일본해 홈이나 마리아나 해구와 같은 침몰대에서는 2개의 플레이트가 가라앉거나 튀어 오를 때 지진이 발생합니다. 이러한 지진을 해구형 지진이라고 합니다.

해구형 지진은 가라앉는 플레이트의 '나이'에 따라 칠레형과 마리아나형 두 가지 유형으로 나뉩니다. 한쪽이 가라앉을 때 가라앉는 쪽도 함께 끌려들어갑니다만, 이것이 원래대로 돌아가려고 할 때 큰 지진이 됩니다. 이 지진은 일반적으로 진원이 깊은 심발지진이 되어 종종 큰 피해를 초래합니다.

그러나 670km 이상에서는 플레이트는 침몰할 수 없기 때문에 횡으로 움직입니다.

또한 이들 바다에서 일어나는 지진과는 유형이 다른 육지에서 일어나는 지진은 내륙부에 있는 활단층이나 암반 등에서 발생하는 지진입니다. 진원이 얕은 경우가 많으며, 이 경우 효고현 남부 지진(한신·아와지 대지진)이나 니가타현 주에쓰 지진과 같은 큰 피해를 가져옵니다.

그러나 해구형 지진에 비해 규모는 작고 피해를 미치는 범위는 20~30km 정도에 그칩니다.

침몰대는 일본 열도 근처에서는 치시마 해구, 일본해구, 난카이 트로프, 류큐 해구와 일본해 토엔(일본해쪽은 일본에게는 서쪽이지만 왠지 일본해에서 볼 때 토엔이라고 부릅니다)이 있습니다. 이즈·오가사와라 해구에서는 거대 지진은 적은 것 같습니다.

◎ 플레이트를 움직이는 것은 플룸이다

지구의 단면도

지구의 단면도를 보면 삶은 달걀처럼 되어 있어요. 가운데 노른자에 해당하는 것은 핵(외핵과 내핵)입니다. 핵은 쇠로 되어 있습니다. 껍질에 상당하는 얇은 부분이 지각이고, 그 아래 흰자에 해당하는 부분이 맨틀입니다.

맨틀은 암석으로 되어 있어 유동성이 있습니다. 맨틀의 흐름을 '플룸'이라고 부릅니다.

테라다 토라히코의 '찻잔의 탕(따뜻한 물)'라는 수필이 있습니다.

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여기 찻잔이 하나 있습니다. 안에는 뜨거운 물이 가득 들어 있습니다.
(중략)
다음으로 찻잔의 물이 점점 차가워지는 것은 찻잔 표면의 찻잔 주위에서 열이 도망치기 때문이라고 생각해도 좋습니다. 만약 표면에 제대로 뚜껑이라도 덮어두면, 차게 되는 것은 주로 주위의 찻잔에 닿은 부분만 됩니다.
그렇게 되면 찻잔에 접한 곳에서는 뜨거운 물이 식고 무거워지며 아래로 흘러 바닥을 향해 움직입니다. 그 반대로 찻잔 한가운데에서는 반대로 위쪽으로 올라가고 표면에서는 바깥쪽을 향해 흐르는 대체로 그런 순환이 일어납니다.
『찻잔의 탕』테라다 토라히코로부터 (일부 개행 추가)
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이렇게 해서 일어나는 대류가 고체인 맨틀 내부에서도 일어나고 있는 것입니다.

◎ 두 개의 플룸이 맨틀의 대류를 일으키다

플룸

플룸에는 뜨거운 핫플룸과 차가운 콜드플룸이 있습니다.

콜드 플룸은 가라앉은 플레이트의 잔해로 일단 깊이 670km 정도에 쌓입니다. 그 후 변성 작용이라는 것을 일으켜 밀도가 맨틀보다 커져 맨틀과 핵의 경계로 되어 있는 2900km 깊이까지 떨어집니다.

콜드 플룸이 거기까지 떨어지면 그 반류로서 핫플룸이 피어오릅니다. 이렇게 맨틀 안에서는 대류가 일어납니다.

플룸 운동에는 적어도 두 가지 패턴이 있습니다.

하나는 수평 방향으로 플레이트를 움직여 대륙을 이동시키고 있는 운동입니다. 이 경우 예를 들어 태평양 플레이트가 생산되고 나서 일본해 홈으로 가라앉기까지는 1억 2000만 년 정도 걸립니다. 1년으로는 9.5cm 정도 움직이고 있는 계산입니다.

또 하나는 핵과 맨틀의 경계에서 태어난 슈퍼핫플룸이 지표를 향해 수직 방향으로 상승하는 운동입니다. 이 경우는 약 2900km를 약 3000만 년에 이르는 것으로 생각되고 1km를 약 1만 년이기 때문에 1년에는 10cm 정도로 속도로는 수평 방향의 운동과 거의 비슷합니다.

이처럼 플룸에는 두 방향으로의 운동이 있는데 수직 방향 쪽이 장거리를 이동하고 투조 윌슨(John Tuzo Wilson)이 제창한 바에 따르면 약 3억 년이라는 사이클로 움직임으로써 다양한 천변지이를 일으키고 있는 것입니다.

◎ 메가급 천변지이 ―― 슈퍼핫플룸

플룸의 대규모인 것은 직경이 수천 킬로미터에 달합니다.이런 플룸을 슈퍼플룸이라고 합니다.

그 높이는 깊이 2900km의 맨틀 최하부에서 지표까지 연결되기도 합니다. 슈퍼 핫플룸은 대량의 마그마를 생성합니다. 일본 열도 부피의 약 6배나 되는 온톤자바(Ontong Java Plateau/솔로몬제도)해대를 만든 홍수 현무암도 슈퍼핫플룸에 의해 지표로 올라와 감압되면서 대량의 마그마가 되었다고 생각됩니다.

슈퍼 핫플룸 활동은 짧은 시간에 방대한 양의 마그마를 방출하므로 큰 재해를 주변에 가져옵니다.

또한 방출되는 가스에는 이산화탄소가 대량으로 포함되어 있기 때문에 지구 온난화로 이어집니다. 천변지이와는 다른 격인 이른바 메가 천변지이입니다.

지금 미국 옐로스톤 국립공원에 대량의 마그마가 올라오고 있는 것 아니냐는 설이 있는데, 만약 그것이 사실이라면 인류는 엄청난 재앙을 맞게 됩니다.

최근에는 가고시마 현 남쪽에 있는 키카이칼데라에서 큰 분화가 있는 것이 아닐까 고베 대학 연구자들이 말하고 있습니다만, 과거 이곳에서는 조몽인(신석기시대)을 괴멸시킨 것과 같은 파국적 대분화가 일어났습니다. 그렇게 되지 않기를 바랄 뿐이에요.

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플룸이 초래하는 재앙은 지진만이 아니다. 천변지이의 지구학--거대지진, 이상기후에서 대량멸종까지'는 <플룸이 발생한다→판이 이동한다→초대륙이 형성되거나 분열된다→해수 속 산소가 결핍된 상태가 된다→생물이 멸종한다>는 역사적 사실을 소개하고 있다. 바로 플룸은 천변지이의 궁극적 원인이다.

게다가 연재 기사<후쿠시마 제일 원자력 발전의 비극, 실은 「상정내」였다…'정관과 호에이' 헤이안 시대와 에도 시대의 전례에서 예측하는 '지진과 분화의 주기'에서는 지진과 분화의 주기에 대해 자세히 해설하고 있습니다.

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천변지이의 지구학--거대지진, 이상기후에서 대량멸종까지
일본은 세계에서도 보기 드문 '재해가 다발이 되어 찾아오는 나라'라는 것입니다. 재해가 다발이 되면 그것은 이미 '천변지이'입니다. 천변지이를 축으로 46억 년을 다시 잡는, 전례 없는 스케일의 지구과학!　
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후지오카 칸타로우

https://news.yahoo.co.jp/articles/524109559cc5e5dedb1d112745050c321ee30fa6?page=1 

人類を脅かす「メガ天変地異」が起きるかもしれない…その震源地は「アメリカ」と「鹿児島

人類を脅かす「メガ天変地異」が起きるかもしれない…その震源地は「アメリカ」と「鹿児島」にあった
8/25(金) 7:03配信


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現代ビジネス
写真提供: 現代ビジネス

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地震が発生するのはプレートという固い岩板が移動するからである。
では、そのプレートを動かしているものとは何なのだろうか？　そして、その動きに周期はあるのだろうか？　地球表面を覆う十数枚のプレートが移動することで、かつて地球上にあったひとつの超大陸は、五つに分裂したと言われている。そして、このような大地の変動によって生じたひずみから起きる巨大な振動が地震だ。
ここでは『天変地異の地球学 巨大地震、異常気象から大量絶滅まで』を片手に、地球の地下2900kmまで潜り込み、プレートの動くしくみを見てみよう。
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【漫画】「南海トラフ巨大地震」発生時、「名古屋港」にいたら…そのとき目にする惨状

　(本稿は藤岡換太郎『天変地異の地球学――巨大地震、異常気象から大量絶滅まで』を一部再編集の上、紹介しています)

プレートが動けば地震が起きる
海溝型地震の2つのタイプ。 上：チリ型　若くて温かく、軽いプレートが浅い角度で沈み込む。 下：マリアナ型　古くて冷たく、重いプレートが深い角度で沈み込む

　固体地球に起因する災害の第一は地震です。地震には海で起こる地震と陸で起こる地震がありますが、ここではおもに海で起こる地震について述べます。これは地球の表層を覆っている100kmほどの厚さのプレートと呼ばれる岩板の部分で起こります。

　10枚程度あるプレートどうしのせめぎあいによって発生するのです。

　まず、プレートが離れていく海嶺[かいれい]では、地面が両側へと押し広げられて割れ目(リフト)が形成されるときに地震が起こります。プレートがすれ違うトランスフォーム断層または断裂帯と呼ばれるところでは、2つのプレートが行き違う(すれ違う)ために、横ずれの断層が地震を起こします。

　これらの地震はいずれも地殻ないしは上部マントルで起こるため、比較的浅い(地下60kmくらいまでの)地震です。

　一方、プレートがぶつかる境界、日本海溝やマリアナ海溝のような沈み込み帯では、2つのプレートが沈み込んだり、跳ね上がったりするときに地震が起こります。このような地震を海溝型地震といいます。

　海溝型地震は沈み込むプレートの「年齢」によって、チリ型とマリアナ型の2つのタイプに分かれます。片方が沈み込むときに沈み込まれる側も一緒にひきずり込まれますが、これがもとに戻ろうとするときに大きな地震になります。この地震は一般的には震源が深い深発地震になり、しばしば大きな被害をもたらします。

　しかし、670km以深ではプレートは潜り込めないために横たわっていきます。

　なお、これら海で起こる地震とはタイプが異なる陸で起こる地震は、内陸部にある活断層や岩盤などで発生する地震です。震源が浅いことが多く、その場合は兵庫県南部地震(阪神・淡路大震災)や新潟県中越地震のような、大きな被害をもたらします。

　ただし海溝型地震と比べて規模は小さく、被害を及ぼす範囲は20～30km程度にとどまります。

　沈み込み帯は、日本列島の近くでは千島海溝、日本海溝、南海トラフ、琉球海溝と日本海東縁(日本海側は日本にとっては西になりますが、なぜか日本海から見て東縁と呼んでいます)があります。伊豆・小笠原海溝では巨大地震は少ないようです。

プレートを動かすのはプルームである
地球の断面図

　地球の断面図を見ると、ゆで卵のようになっています。真ん中の黄身にあたるものは核(外核と内核)です。核は鉄でできています。殻に相当する薄い部分が地殻で、その下の白身にあたる部分がマントルです。

　マントルは岩石でできていて、流動性があります。マントルの流れのことを「プルーム」と呼んでいます。

　寺田寅彦に『茶わんの湯』という随筆があります。

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ここに茶わんが一つあります。中には熱い湯がいっぱいはいっております。
(中略)
次に、茶わんのお湯がだんだんに冷えるのは、湯の表面の茶わんの周囲から熱が逃げるためだと思っていいのです。もし表面にちゃんとふたでもしておけば、冷やされるのはおもにまわりの茶わんにふれた部分だけになります。
そうなると、茶わんに接したところでは湯は冷えて重くなり、下のほうへ流れて底のほうへ向かって動きます。その反対に、茶わんのまん中のほうでは逆に上のほうへのぼって、表面からは外側に向かって流れる、だいたいそういうふうな循環が起こります。
『茶碗の湯』寺田寅彦より(一部改行追加)
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　このようにして起こる対流が、固体であるマントルの内部でも起こっているわけです。

2つのプルームがマントルの対流を起こす
プルーム

　プルームには、熱いホットプルームと冷たいコールドプルームがあります。

　コールドプルームは沈み込んだプレートの残骸で、いったん深さ670kmくらいのところにたまります。そのあと変成作用というものを起こして密度がマントルより大きくなり、マントルと核の境界になっている2900kmの深さにまで落ち込みます。

　コールドプルームがそこまで落ちると、その反流として、ホットプルームが立ち上ってきます。こうして、マントルの中では対流が起こります。

　プルームの運動には少なくとも2つのパターンがあります。

　1つは、水平方向にプレートを動かして大陸を移動させている運動です。この場合、たとえば太平洋プレートが生産されてから日本海溝に沈み込むまでには1億2000万年ほどかかります。1年では9.5cmほど動いている計算です。

　もう1つは、核とマントルの境界で生まれたスーパーホットプルーム(後述)が地表に向かって垂直方向に上昇する運動です。この場合は約2900kmをおよそ3000万年で上ると考えられ、1kmを約1万年なので、1年では10cmほどと、速度としては水平方向の運動とほぼ同じです。

　このようにプルームには2方向への運動がありますが、垂直方向のほうが長距離を移動し、ツゾー・ウィルソンが提唱したところによれば約3億年というサイクルで動かすことで、さまざまな天変地異を起こしているわけです。

メガ級の天変地異――スーパーホットプルーム
鬼界カルデラの外輪山をなす薩摩硫黄島　photo by a****************p

　プルームの大規模なものは、直径が数千キロメートルにも及びます。こうしたプルームをスーパープルームといいます。

　その高さは深さ2900kmのマントル最下部から地表にまでつながることもあります。スーパーホットプルームは、大量のマグマを生成します。日本列島の体積の約6倍もあるオントンジャワ海台をつくった洪水玄武岩も、スーパーホットプルームによって地表に上がってきて、減圧されることで大量のマグマになったと考えられています。

　スーパーホットプルームの活動は、短時間に膨大な量のマグマを放出するので大きな災害を周辺にもたらします。

　また、放出されるガスには二酸化炭素が大量に含まれているので地球温暖化につながります。天変地異とは別格の、いわばメガ天変地異です。

　いま、米国のイエローストーン国立公園に大量のマグマが上がってきているのではないかという説がありますが、もしそれが本当だとすれば、人類は大変な災害に見舞われることになります。

　最近では、鹿児島県の南にある鬼界カルデラで大きな噴火があるのではないかと神戸大学の研究者らが言っていますが、かつてここでは、縄文人を壊滅させたような破局的大噴火が起こりました。そのようなことにならないよう祈るばかりです。

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　プルームが招く災いは地震だけではない。『天変地異の地球学――巨大地震、異常気象から大量絶滅まで』は、〈プルームが発生する→プレートが移動する→超大陸が形成、もしくは分裂する→海水中の酸素が欠乏状態になる→生物が絶滅する〉という歴史的事実を紹介している。まさに、プルームは天変地異の究極の原因なのだ。

　さらに連載記事＜福島第一原発の悲劇、じつは「想定内」だった…「貞観と宝永」平安時代と江戸時代の前例から予測する「地震と噴火の周期」＞では、地震と噴火の周期について詳しく解説しています。

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天変地異の地球学――巨大地震、異常気象から大量絶滅まで
日本は世界でも稀な「災害が束になってやってくる国」だというのです。災害が束になると、それはもう「天変地異」です。天変地異を軸に46億年をとらえなおす、かつてないスケールの地球科学！　
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藤岡 換太郎