先週勃発した熊本地震には驚かされました。
九州は地震とは無縁と思っていただけに、改めて日本に住んでいる以上はこの災害からは無縁ではいられない、と痛感した人も多いでしょう。
さらに余震は続いており、既に刻まれた大きなつめ跡に加えて、さらなる被害の拡大が心配されています。
この地震が、九州を北東から南西に向かって走る断層帯によるものであることは、みなさんも繰り返しの報道でよくご存知のところです。
また、この「断層」というものについていまさら説明を加える必要はないでしょう。地下の地層もしくは岩盤に力が加わって割れ、割れた面に沿ってずれ動いて食い違いが生じた状態を指します。
岩盤に圧縮や引張などの力が加わると、その歪みは時間の経過とともに次第に大きくなっていき、岩盤は初めわずかに変形するだけですが、やがて周囲に小さな割れ目が数多く形成されていきます。そしてさらに時間の経過とともにエネルギーが蓄積され続け、やがてある時にエネルギーが放出されるとともに、岩盤は大きく割れてしまいます。
このとき、岩盤が割れるときに、地表面に放出されるエネルギー波の衝撃が伝わりますが、これがすなわち地震です。
一方、いったんエネルギーが放出された断層においても、長い事件を経て再び同様のエネルギーが蓄えられます。しかし、エネルギーを貯めつつも、岩盤は大きく割れずに残り、大きな地震が発生しない場合があります。この場合、さらに力を加えていくと、大きく割れる予定の岩盤の周囲の小さな割れ目は増え続けていきます。
これを繰り返していくと、さらに小さな割れ目と割れ目の間に、互いに共役関係にある多数の割れ目、断層が形成されますが、これら無数の断層を総称して「断層帯」といいます。
これら一連の割れ目こそが地震エネルギーを貯める巣窟であり、そのひとつの断層帯がいったん破裂すると、他の断層帯も次々と誘発されて多数の地震が連続して起こる、ということが起きる場合があります。
今回の熊本の地震も、九州にいくつかあるこうした断層帯がそれぞれ影響しあって一機にエネルギーを放出し始めたと考えることができ、九州以外にも日本には数多くのこうした断層帯が数多く存在します。
断層帯、といちいち「帯」をつけるのがめんどうくさいので、これを単に「断層」と呼ぶことも多いようです。
この断層のうち、極めて近き時代まで地殻運動を繰り返した断層であって、今後もなお活動するべき可能性のある断層のことを特に「活断層」といいます。
この「極めて近き時代」とは、一般に新生代第四紀を指します。地上では恐竜が絶滅し、海中ではアンモノイドと海生爬虫類が絶滅した後の時代であり、我々人類の祖先である哺乳類と鳥類が繁栄し始めたころのことです。
だいたい「数十万年前」とされますが、地質学者が勝手に決めた目安であり、あくまで便宜的なものであることから、その曖昧さが指摘されています。最近、原発の下に活断層がある、と論議の対象になることが多くなってきていますが、それが本当に活断層といえるのか、といった議論でいつも揉めるのはそのためです。
それにしても、この地上の岩盤に断層を生じさせるほどの外力とはいったい何なのでしょうか。
一般によく言われるのは、火山活動によるマグマの移動、ということで、これにより岩盤に圧縮や引っ張り、あるいはずれ（せん断）などの応力が発生することで、断層がずれるとされます。
今回地震が起こった熊本や大分に近いところには阿蘇山があり、その下にあるマグマの動きが引き金になったことは十分考えられます。今のところまだその関連性は明らかになっていませんがが、おそらくは深く関係しているものと推定されます。
ではなぜ、こうしたマグマの動きが活発になるか、といえば、これは地球の表面を覆っている「地殻」の下にあるマントルが原因といわれています。
マントル（mantle）とは英語で、「覆い」の意味です。地球のような惑星だけでなく、月などの衛星などにもある内部構造で、地球の中心にあるとされる核（コア）の外側にある層です。
地殻を形成する岩盤よりもずっと比重の重い物質でできており、これが地殻の下で対流にすることによって、その上を覆っているプレートの生成・移動・衝突・すれ違いが生じる、といわれています。
地球型惑星などでは金属の核に対しマントルは岩石からなり、さらに外側には、岩石からなるがわずかに組成や物性が違う膜があり、これが地殻です。マントルが冷え固まった薄い膜のようなものと考えられており、これがすなわち我々が家を建てたりして住んでいる大地そのものであるわけです。
全地球がこの薄い膜で覆われていると考えられており、十数枚にわかれていて、それぞれの岩盤の厚さはだいたい100kmほどあります。100kmというとすごい数字だと思われるかもしれませんが、地球の半径6371kmに比較すればわずか1.6%にすぎません。
プレートというのは、この分かれている地殻のひとつひとつの断片のことです。正確にはテクトニック・プレート（tectonic plate）といいます。プレートには、大陸プレートと海洋プレートがあり、海洋プレートのほうが、大陸プレートよりもより強固で密度が高いため、2つがぶつかると海洋プレートは大陸プレートの下に沈んでいくことになります。
また、地下のマグマの上昇によりプレートに亀裂ができ、連続してマグマが上昇し続けると、その後プレートが分断されて両側に分かれる、といった現象もおきます。
こうした地殻付近で起こるダイナミックな地質的な変動理論を総称して「プレートテクトニクス（plate tectonics）」といいます。聞いたこともある人も多いでしょう。プレート理論ともいい、1960年代後半以降に発展した地球科学の学説です。
地球の表面が、何枚かの固い岩盤（「プレート」と呼ぶ）で構成されており、このプレートが、海溝に沈み込むことが重みが移動する主な力になり、対流するマントルに乗って互いに動いていると説明される理論です。
1912年に、ドイツ人の科学者、アルフレッド・ウェゲナーが提唱した「大陸移動説」が、そのアイデアの元になっています。ちなみに、この人の名のこれは英語読みで、ドイツ語読みでは、「アルフレート・ヴェーゲナー」のほうが近い音になるようです。
彼は、かつて地球上にはパンゲア大陸と呼ばれる一つの超大陸のみが存在し、これが中生代末より分離・移動し、現在のような大陸の分布になったと、説明しました。
元は一つの大陸であったとするこの仮説における有力な証拠のひとつとして、大西洋をはさんだ北アメリカ大陸・南アメリカ大陸とヨーロッパ・アフリカ大陸の海岸線が相似している、ということでした。また、両岸で発掘された古生物の化石も一致することなどもそれを裏付けている、としました。
しかし、当時の人には、大陸が動くこと自体が考えられないことであり、信じがたいことでした。さらにウェーゲナーの大陸移動説では、大陸が移動する原動力を地球の自転による遠心力と潮汐力に求めていました。その結果、赤道方向と西方へ動くものとしており、その説明にはいまひとつ説得力ありませんでした。
このため、彼が生存している間は注目される説ではありませんでしたが、ウェーゲナーの死後約30年後の1950年代～1960年代に、大陸移動の原動力こそがマントル対流であるという仮説が唱えられました。
さらに岩石に残された過去の地磁気の調査によって「大陸が移動した」と考えなければ説明できない事実が判明したことから、大陸移動説は息を吹き返しました。
それまでの通説は、古生代までアフリカ大陸と南アメリカ大陸との間には狭い陸地が存在するとした「陸橋説」でした。
陸橋とは文字通り、細長い橋のような大陸です。ベーリング海峡のように、今は海になっているものの、かつて陸地として自由に動植物が行き来できた場所を「沈降陸橋」といいます。これを南アメリカとアフリカを大西洋南部でつなぐ「南大西洋陸橋」、南アフリカ・マダガスカルとインドをつなぐ「レムリア陸橋」といったふうに呼びます。
こうした陸橋があることによって、広い海で隔てられた別々の大陸に、同じ種類の、あるいはごく近縁な動植物が隔離分布していることが説明できる、とされたものであり、こうした陸橋が、大陸と大陸の間にもかつてあったものが、今は深い海洋底に沈んでいる、とする説でした。
この説の前提として、地球が現在も冷却していっているため地殻が収縮していくとする「地球収縮説」がありました。収縮活動によって高くなったところが山になり、逆に沈降したところが海になったというもので、ウェーゲナーの時代ではまだ有力な説でした。陸橋説では大陸が沈む理由をこの収縮説を使って説明していました。
しかし、この陸橋説は、その後発表されたアイソスタシー理論によって否定されました。アイソスタシー（isostasy）とは、重く流動性のあるマントルの上に、比較的軽い地殻が浮かんでいて、どんぶらこどんぶらこと流れている、というアイデアです。1855年にイギリス人の天文学者、ジョージ・ビドル・エアリーが提唱しました。
アイソ（iso）とは、「等しい」という意味で、地殻が浮くためには、地殻の荷重と地殻に働く浮力がつりあっているとする説であり、「地殻均衡説」ともいいます。
しかし、アイソスタシー理論だけでは、なぜマントルの上を地殻が移動するのか、その移動の原動力はなんなのかについては説明できません。
この問題を解決したのが、イギリス人の地質学者、アーサー・ホームズです。彼は1928年に地球内部には「熱対流」があり、マントルが、地球の表面各地で、一定の深さでぐるぐると対流している、とする「対流説」を唱えてこれを説明しました。
その後、古地磁気学分野での研究が進展し、海洋底の磁気異常の様相が明らかになったこともあり、1960年代にはさらにはアメリカ人の地球物理学者、ロバート・ディーツが「海洋底拡大説」を唱えました。
これは、地球内部のマントルが太平洋や大西洋の海の底の「中央海嶺」でマグマとなって上昇し、新しく海底の岩盤を作るため、海底が中央海嶺の両側へ拡大するという仮説です。拡大する一方、これとは別の端にある海溝ではその岩盤が沈みこみ、結果として大規模な物質循環が起こって大洋底が徐々に更新されているとするため、海洋更新説ともいいます。
こうして「地殻均衡説」「対流説」「海洋底拡大説」の3つの説、これを全てをまとめて発表されたのが、プレートテクトニクス理論です。スコットランド系カナダ人の地球物理学者で地質学者のツゾー・ウィルソンによって、1968年に提唱されました。
この功績によってウィルソンは、カナダ勲章のオフィサー（Officer）を1969年に受賞し、さらにカナダ勲章最高位であるコンパニオン（Companion）を1974年に受賞しました。またカナダとロンドンの王立協会のフェローとなったほか、トロント大学エリンダール校の学長に就任しています。
またテレビ番組「The Planet of Man」の主宰者としてカナダ国民に親しまれましたが、1993年に84歳で亡くなっています。
こうしてウェーゲナーの提唱した大陸移動説を数多くの学者がそれぞれ発展させる形でプレートテクトニクス理論が提唱され、地殻変動を総合的に説明できる説が完成しました。
しかしやはり一番の功績者は最初に大陸が移動する、という大胆な考え方を思いついたウェーゲナー自身であり、彼の提唱した大陸移動説は「古くて最も新しい地質学」として再評価され、現在では高く評価されるようになっています。
このウェーゲナーという人の人生をもう少し詳しく見てみましょう。正しい名前は、Alfred Lothar Wegenerであり、1880年11月1日 にドイツで生まれ、1930年11月2日、ちょうど誕生日の次の日に50歳で亡くなっています。
もともとは気象学者であり、地質学とは無縁の人です。が、現在では気象学者や地質学者も含めて地球物理学者とすることも多いわけであり、気象学と地質学は兄弟のようなものです。1908年、28歳からマールブルク大学で教鞭を執るようになり、1924年、44歳でオーストリアのグラーツ大学の教授に就任しました。
義父（妻の父親）は「ケッペンの気候区分」で有名なロシア出身のドイツ人気象学者ウラジミール・ペーター・ケッペンです。ドイツ学派の気候学の大成者として著名であり、彼の考案したケッペンの気候区分は、改良を加えられながら現在も広く使われています。
ケッペンは、おそらくは同じ研究対象である気象つながりでウェーゲナーと知り合い、才能のある男と見込んで、実の娘を嫁がせたのでしょう。
一方のウェーゲナーは、リヒャルト・ウェーゲナーと妻アンナの間に生まれた5人の子の末っ子でした。しかし、ケッペンのように、けっして学究者の家柄に生まれたわけではありません。彼の父、リチャード・ウェゲナーは、で神学者であり牧師でした。
この信仰心の篤い家庭で育てられたウェーゲナーは幼いころから神童と言われていたようです。ベルリンの高校を首席で卒業し、その後大学では物理学、気象学や天文学を学んだあと、ベルリン市内のウラニア天文台でアシスタントの職に就きました。その後、フリードリヒ大学（今日のフンボルト大学）に入学して、1905年、25歳で天文学の博士号を取得。
その年に、同じベルリンにあるリンデン天文台に勤務するようになりました。ここでは、気象学や極地研究に携わる一方、気象観測のための気球に興味を持ち、これを用いた気象調査を実施するようになります。そしてやがては高層気象観測技術における先駆者といわれるようになりました。
一方では、冒険家としての一面もあり、同じ気象台に努めていた兄の気象科学者、クルト・ウェーゲナーとともに気球に乗って滞空コンテストに参加し、当時の最長滞空の世界最高記録である52.5時間を達成しています。
また、ウェーゲナーは1906年にこの気球を使ってグリーンランドに遠征しており、ここで2年間かけてデンマークの探検隊と共に滞在し、気象観測を行うとともに、同島の北東岸の地図作りの手伝いをしたりしています。
1910年、30歳になったとき、この当時はまだ珍しかった世界地図を見て、南大西洋を挟んで、南アメリカ大陸の東海岸線とアフリカ大陸の西海岸線がよく似ていることに気づきます。そしてこれが大陸移動説のアイデアの元となりました。
1912年にはフランクフルトで開かれたドイツ地質学会で初めて大陸移動説を発表。1915年にその主著「大陸と海洋の起源」の中で、地質学・古生物学・古気候学などの資料を元にして、中生代には大西洋は存在せず、現在は大西洋をはさむ四大陸が分離して移動を開始、大西洋ができたとする「大陸移動説」を主張しました。
ところが、ウェーゲナーの専門は気象学であり、地質学は専門外であったため、なかなか彼の主張は認められませんでした。また、当時の地質学は今日では古典的とされる化石の研究や同一地点の地層の重なりを調べる「層序学」を主流の手法としており、気象学者である彼の言い分に耳を傾ける人は多くはありませんでした。
そんな彼の新説に対して同意し、援助を惜しまなかったのは義父のケッペンでした。1919年、39歳のとき、ウェーゲナーは、ケッペンの後任としてハンブルクの海洋観測所気象研究部門長となり、「大陸と海洋の起源」第2版を出しました。ケッペンも古気候学者として協力し、1922年には第3版が出版されました。
1929年、49歳のときには「大陸と海洋の起源」の第4版を出版。この中で、南北アメリカ大陸だけでなく、こんにち存在するすべての大陸は1つの巨大大陸「パンゲア」であったこと、しかし約2億年前に分裂して別々に漂流し、現在の位置および形状に至ったとする説を発表します。
またこの版においては、各大陸の岩石の連続性や氷河の痕跡、石炭層や古生物の分布などから漂流前の北アメリカとユーラシア大陸が１つのローラシア大陸であったこと、南アメリカとアフリカがゴンドワナ大陸であったことを説きました。
しかし当時の地質学者たちは化石に基づく研究から彼が主張する大陸移動の根拠を上述の「陸橋説」で説明し、「大陸は沈む事はあっても動くことはない」として批判しました。
一方、大陸が移動する原動力は地球の自転による遠心力と潮汐力だと主張する彼の説明には矛盾も多く、これをうまく説明できなかったウェーゲナーの説は、またも完全に否定されてしまいます。実は第4版で彼はマントル対流にまで言及していたものの、これが大陸移動の原動力であると彼は気づいておらず、この点は残念でした。
ウェーゲナーはそれまでの実績から、気象学分野、とくに大気熱力学においては一人者といわれていました。しかし、それでだけでは満足せず、大陸移動説をもって地質学の分野でも認められようと一層の努力を惜しみませんでした。
このため、大陸移動の根拠を探すために、1906年に始めて訪れたグリーンランドで何度も探査を行い、第一次世界大戦をはさんで、ここに4回も遠征しています。
ドイツ政府も彼の実績には敬意を持っていため、援助を惜しんでおらず、このため1929年に行われた3度目の遠征の際には、この当時としては革新的なプロペラ駆動型のスノーモービルを使用しています。ふんだんな調査費用があったことの表れでしょう。
1930年に行われた4度目の、そして最後の遠征で彼は、同僚の気象学者フリッツ・ロエベと13人のイヌイット（グリーンランド人）を連れて9月に現地に乗りこみました。しかし、この年のグリーンランドの気象は荒れに荒れ、旅の間、温度はマイナス60℃に達しました。
この厳しい寒さでロエベのつま先が凍傷にかかったため、ウェーゲナーは12人のイヌイットとともに彼をキャンプに戻し、彼自身は一人のイヌイットともに現場に残り、調査を続けようとしました。
しかし、やがては食糧不足から橇を引いていた犬を殺して食べざるを得ないような状況にまで追い込まれました。最後にはキャンプに戻ろうとしたようですが、その後同僚のイヌイットとはぐれ、消息と経ち、戻ってくることはありませんでした。もう一人のイヌイットだけはキャンプ無事たどり着きました。
半年後の1931年5月12日に、ウェゲナーの遺体は発見されました。最終目的地とキャンプのちょうど中間地点でした。彼は晩年に至るまでヘビースモーカーであり、また心臓発作の持病を持っていたといわれており、おそらくは過労も加わったためにキャンプに帰還できるだけの体力が残っていなかったと推定されます。
冒頭でも述べたとおり、亡くなったのはちょうど50歳の誕生日の翌日と推定されています。
彼の墓は、遺体が発見されたグリーンランドのその場所にあります。大きな十字架が立てられ、その墓標には「偉大なる気象学者であった」と記されています。しかし、大陸移動説については何も触れられていません。
彼はこの最後の遠征に臨む直前、「大陸と海洋の起源」の最終版である第5版を用意していましたが、その死により、この版は未出版のままとなっています。
その後、上述のとおり、彼の死後この大陸移動説は世界中の人々に信じられるようになりました。ただし、彼の説は、海底面を構成する地層の上を大陸自らが滑り動くとするものであり、海底面もがその表面に露出する大陸を伴って動くとするプレートテクトニクス理論とはメカニズムが異なります。
しかし、「大陸が動く」というコペルニクス的な発想の変換がその後の地質学にもたらした
影響は大きく、とくに地震国である日本では、地震学の進展の上においても、この理論の導入は大きな恩恵をもたらしました。
その日本においては、このウェーゲナーの大陸移動説から発展したプレートテクトニクス理論は、戦前には既に紹介されていました。ただし、この時代にはまだやはり「異端の説」という扱いでした。
この時期にこの説を信じる地質学者はほとんどおらず、当然、科学雑誌などに掲載されることは多くなく、ほとんどフィクション上の話と思われていました。しかし、戦後すぐのころから広く認知されるようになり、それを知った医者であり漫画家の手塚治虫は「ジャングル大帝」（1950～ 1954年）の中で大陸移動説について描いています。
同作品のクライマックスは、大陸移動説の証拠となる石を発見するための登山であり、ヒゲオヤジがレオの護衛でその山、「ムーン山」に登る、というシーンでした。寒さのため凍死しそうになるヒゲオヤジのため、レオは進んで自らの死を選び、レオの毛皮で、なんとかヒゲオヤジは下山することに成功する、といった話だったようです。
その後、日本では1960年代になって、主に地球物理学系の学者によって上記のマントル対流とともに紹介され、70年代には小学生向けの科学読み物も取り上げられるなど、広く知られるようになりました。また、その中ではとくに、1973年に小松左京が発表した小説「日本沈没」と同年公開のその映画版は、この説を普及させる上で大きな役割を果たしました。
ただし、このころにはまだ、地球物理学系の学者と地質学系の学者の間でこの説の受容に差があり、1980年代までの高等学校の地学の教科書では出版社によって扱いに違いがあったそうです。確か私が読んだ高校の教科書にはまったくそういった記述が抜け落ちていたような記憶があり、大学に入ってからそういう理論があることを知りました。
しかし、私が通っていた大学は理系であり、また海洋学を教えていたため、そういう先進の知識が得られたのであって、他の大学、ましてや文系の大学ではまだそうしたことは教えていなかったでしょう。
日本列島の形成史という地球規模の理論、および断層帯における地震の発生といったミクロに属する領域までもが大陸移動とプレート説に基づいている、とされる説明が日本で一般的に定着したのは、「付加体説」が受容された1990年前後のこと、といわれています。
付加体というのは、英語ではaccretionary wedgeといいます。海洋プレートが海溝で大陸プレートの下に沈み込む際に、海洋プレートの上の堆積物がはぎ取られ、「陸側に付加したもの」のことで、現在のところ「日本列島の多くの部分はこの付加体からなる」という見方がされています。つまり、プレートの端っこに乗った「おまけ」です。
1976年に九州大学の勘米良亀齢（かんめらかめとし）という地質学者が、南九州の四万十層を調査して、その構造を付加体と名付けたもので、この概念によって日本列島を形成する海洋起源の堆積岩や変成岩について、系統的な説明ができるようになるとともに、そこにある断層帯において自身が発生する、といったことがわかるようになりました。
欧米でもほとんど同時期にオックスフォード大学の地質学者、スチュワート・マッケローらがスコットランド地方の複雑な地質を調査して1977年に付加体構造に関する論文を発表したため、現在ではこの理論は世界的にも認知されるようになってきています。
紙面の関係でもう詳しいことは書きませんが、この考え方の基礎は、日本列島の周辺では、約3億年前から断続的に海洋プレートが沈み込んでおり、各年代において特徴的な地質構造を有し、日本列島の骨格を形成している、というものです。
そして、海溝から遠い大陸側（日本海側）のほうがより古い地層となっており、手前にある海洋プレートにおける沈み込みは、延々と太古から現在までも継続している、という考え方です。
現在においても東海地震や南海地震の震源とされる南海トラフにおいて、日々、フィリピン海プレートが日本列島の下に沈み込んでおり、またこの活動により、四国沖では新たな付加体が形成され続けています。
熊本地震だけではなく、現在も着々と日本の沖では新たな地震エネルギーが蓄えられつつあるわけです。
新たな震災に対する備えをくれぐれもお忘れなく。
