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収束境界

1994年6月9日、ボリビアの地下636 kmでマグニチュード8.3の地震が起きました。マントルに沈んだプレートの内部でした。

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大陸の下に沈み込む海洋プレートです。深さと距離は同じ縮尺で描いています（各正方形は100 km）。火山と山の高さは十倍に強調しています。点滅は地震で、赤は浅い地震、オレンジは深さ70〜300 km、緑はそれより深い地震です。

地殻が再び沈む場所

地球の大きさは数億年にわたりほぼ変わっていません。そのため、海嶺で生まれる地殻と同じ量が、どこかで失われるはずです。それが、プレートが互いに近づく収束境界です。何が起こるかは、出会う岩石圏の種類によります。海洋地殻は薄く密度が高く、玄武岩質の組成です。大陸地殻はより厚く、花こう岩などの軽い岩石を含みます。両者が出会うと、密度の高い海洋プレートが下向きに曲がってマントルに沈み込みます。その場所を沈み込み帯と呼びます。

プレートが下に曲がる場所では、海底に海溝ができます。USGSによると、太平洋の水を抜けたなら、長さ数千キロメートル、深さ8〜10 kmの長く弧を描く海溝が見えるはずです。最深部はマリアナ海溝南端のチャレンジャー海淵で、深さは約11,000 mです。海面から下への距離は、エベレストの海面からの高さを超えます。南アメリカ沖では、海洋プレートのナスカプレートがペルー・チリ海溝に沿って南アメリカプレートの下に沈み込み、圧縮された大陸の縁が隆起してアンデス山脈になっています。

内陸ほど深くなる地震

沈むプレートは、全体が滑らかに動くわけではありません。深い部分では岩石がいくつもの部分に割れ、それらが固着してから突然ずれます。二枚のプレートの接触面も固着し、急に動きます。BGSによると、マグニチュード6を超える地震の大半と、最も深い地震は沈み込み帯で起こります。地震は沈む板に沿って起こるため、深さを地図にすると明確な傾向が見えます。海溝付近では浅く、内陸ほど深くなり、約700 kmまで達します。1994年のボリビア地震は深さ636 kmで、南アメリカで記録された大地震の中でも特に深いものでした。遠くトロントでも揺れを感じましたが、非常に深かったため被害はわずかでした。模型でも点が同じような斜めの列をつくります。

火山ができる理由

大陸上には、海溝と平行に、少し内陸へ入った位置に火山が並びます。模型では、沈む板の上面が深さ約100 kmに達する場所の真上に火山があります。沈むプレートは、鉱物中に水を取り込んでいます。加熱されると水が放出され、上の熱いマントルに上がって岩石の融点を下げるため、一部が融けます。USGSによると、実際に融けるのが沈む板か、その上のプレートか、両方かは今も議論されていますが、火山が沈み込みによってできることは明らかです。アンデス山脈や北米太平洋岸北西部のカスケード山脈は、この種の火山弧です。

収束には、ほかに二種類あります。海洋プレート同士が出会うと、一方が他方の下に沈み、海底から火山が成長して、マリアナ諸島やアリューシャン列島のような弧状列島になります。大陸同士が出会うと、大陸の岩石は軽すぎるため、どちらも沈みません。二つの氷山が押し合うように地殻が折れ曲がり、押し上げられます。インドは約5,000万年前にアジアに衝突しました。それ以来のゆっくりした圧縮で、陸上で最も高いヒマラヤ山脈と、平均標高約4,600 mのチベット高原ができました。

沈み込み密度の高い海洋プレートが、他のプレートの下からマントルへ沈みます
海溝プレートが下に曲がる場所の深い谷。深さ8〜10 kmで、チャレンジャー海淵は約11,000 m
火山弧海溝の内陸側、深さ約100 kmの沈み込む板の上に並ぶ火山
深い地震沈む板に沿って、深さ約700 kmまで起こります
大陸同士の衝突どちらも沈まず、地殻が折れ曲がって山脈になります（ヒマラヤ）
  1. 海洋プレートと大陸プレートが出会うと、どちらが沈みますか？
    • 海洋プレート
    • 大陸プレート
    • 両方
    • どちらでもない
  2. USGSが説明する太平洋の海溝の深さはどのくらいですか？
    • 8〜10 km
    • 1〜2 km
    • 50 km
    • 100 m
  3. 1994年のボリビア地震の深さは何kmですか？
  4. 海溝から内陸に進むほど、地震はどうなりますか？
    • 深くなる
    • 浅くなる
    • 頻繁になる
    • 起こらなくなる
  5. アンデス山脈はどのような場所にできましたか？
    • ナスカプレートが南アメリカの下に沈む場所
    • 二つの大陸が衝突する場所
    • 海嶺が拡大する場所
    • トランスフォーム断層がずれる場所
  6. 沈み込むプレートの上で、マントルを融けやすくするものは何ですか？
    • 沈むプレートから放出される水
    • 海との摩擦
    • 日光
    • 塩
  7. 二枚の海洋プレートが収束すると何ができますか？
    • 弧状列島
    • 地溝
    • ホットスポットによる島の列
    • トランスフォーム断層
  8. 大陸同士の衝突で、どちらのプレートも沈まないのはなぜですか？
    • 大陸の岩石が軽すぎるから
    • 熱すぎるから
    • 動きが遅すぎるから
    • マントルは液体
  9. インドがアジアと衝突し始めたのは、いつごろですか？
    • 約5,000万年前
    • 約5,000年前
    • 約10億年前
    • 1906年
  10. 模型では、火山の下の板の上面は深さ100 kmにあります。格子一マスが100 kmなら、何マス分の深さですか？
ポイント
  • 収束境界ではプレートが出会い、地殻が失われます。
  • 海洋プレートが大陸の下へ沈むと、海溝、約700 kmまで深くなる地震、火山弧ができます。
  • 海洋同士なら海溝と弧状列島、大陸同士なら山脈ができます。
  • 例はペルー・チリ海溝とアンデス山脈、マリアナ諸島、ヒマラヤ山脈です。
このコースの出典 (13)
  • USGS This Dynamic Earth: Inside the Earth, Historical perspective, Understanding plate motions, Ring of Fire, Hotspots (pubs.usgs.gov/gip/dynamic/inside.html, historical.html, understanding.html, fire.html, hotspots.html)
  • USGS Earthquake Hazards Program, Shadow Zone (usgs.gov/media/images/shadowzonegif): no direct P waves 104° to 140°
  • USGS FAQ Where do earthquakes occur? (usgs.gov/faqs/where-do-earthquakes-occur): circum-Pacific belt about 81% of the largest earthquakes, Alpide belt about 17%
  • USGS FAQ How many active volcanoes are there on Earth? (usgs.gov/faqs/how-many-active-volcanoes-are-there-earth): about 1,350 potentially active, about 500 erupted in historical time
  • NOAA Ocean Exploration, What is the Ring of Fire? (oceanexplorer.noaa.gov/facts/rof.html): more than 450 volcanoes, nearly 40,250 km
  • NOAA Science On a Sphere, Earthquake Magnitude Perspective (sos.noaa.gov/catalog/datasets/earthquake-magnitude-perspective): most great earthquakes are megathrust events at convergent boundaries
  • British Geological Survey, Discovering Geology: What causes earthquakes? (bgs.ac.uk/discovering-geology/earth-hazards/earthquakes/what-causes-earthquakes/): crust 25 to 70 km under continents and 5 to 10 km under oceans, mantle to 2,890 km, about 15 major plates, slab pull, ridge push, elastic rebound (Reid, 1906)
  • IRIS, Seismic shadow zone animations (iris.edu/hq/inclass/animation/seismic_shadow_zone_basic_introduction)
  • Earle, Physical Geology 2e, 9.2 The temperature of Earth's interior (opentextbc.ca/geology/chapter/9-2-the-temperature-of-earths-interior/)
  • ESRF 2013, The Earth's centre is 1000 degrees hotter than previously thought (esrf.fr/news/general/Earth-Center-Hotter)
  • Lehmann 1936 extracts, Harvard EPS (courses.seas.harvard.edu/climate/eli/Courses/EPS281r/Sources/Inner-Core/Lehmann-1936-extracts+interpretation.pdf)
  • layer depths 660 km and 5,150 km from PREM (Dziewonski and Anderson 1981)
  • Coastline figure: Natural Earth 1:110m (public domain).

確認日: 2026-10-17