定義
断層とは、巨大な力を受けた岩盤が割れて、両側の地盤が互いにずれている裂け目のことです。地下深くにたまり続けた力が岩盤の限界を超えると、この裂け目に沿って地面が急に滑り、強い揺れ(地震)が起こります。
割り箸が折れるとき、手がビリッとする理由
丈夫な割り箸の両端を持って、ゆっくり力を加えてみましょう。最初は弓のようにしなって耐えますが、限界を超えた瞬間に「パキッ」という音とともに真っ二つになります。このとき、指先に強い振動と衝撃がそのまま伝わってきます。
私たちが立っている地面の下の岩盤も、これとまったく同じ経過をたどります。地球の表面をおおう巨大なプレートが押し合ったり引き合ったりして、地下には長い年月をかけて莫大な力がたまっていきます。硬い岩も、ほんの少しずつしなりながら力をため込んで耐えますが、永遠には耐えられません。
ついに限界に達すると、岩盤がパキッと割れてずれます。このとき閉じ込められていた巨大な弾性エネルギーが一瞬で四方に放たれ、大地全体を揺さぶります。この揺れこそが、私たちの体験する地震(地震波)です。最初に断層ができるときはこのように岩が割れますが、ほとんどの地震は、すでにある断層面が摩擦でくっついて耐えていたところ、再び滑ることで起こります。
こうして地面が割れてずれた跡が残る裂け目を、断層と呼びます。つまり断層とは、地面が割れてずれた痕跡であると同時に、いったんできたあとも力がたまればまた滑って次の地震を起こしうる、弱い面でもあるのです。
力の向きで変わる、3つのずれ方
地面にどの向きの力が働くかによって、断層の姿は3種類に分かれます。傾いた滑り台をはさんで、両側の地面が向かい合っているところを思い浮かべてください。
1つ目は、両側から地面を引っ張ったときにできる正断層です。引っ張る力のせいで、斜面の上にあった地面が滑り台を滑るようにスルッと下へ落ち込みます。
反対に、両側から地面を強く押しつけると、斜面の上の地面は逆に上へ乗り上げます。これを逆断層と呼び、プレートどうしが強くぶつかり合う地域でよく見られます。
最後は、地面が上下には動かず、電車がすれ違うように横方向にだけずれるタイプです。これを横ずれ断層と呼びます。アメリカの巨大なサンアンドレアス断層のように、道路や川が横にスパッと食い違う独特の風景をつくります。
もう少し正確に言うと:すべての割れ目が断層ではありません
山登りをしたり崖を見たりすると、岩にたくさんの割れ目が入っているのを簡単に見つけられます。でも、岩にひびが入っているからといって、地質学ではそのすべてを断層とは呼びません。
単に岩に割れ目ができただけで、両側の岩がそのままの位置にとどまっているなら、それは節理と呼ばれます。一方、割れ目を境に両側の地面が実際に滑って動いた場合にだけ、断層という名前がつきます。つまり、目で確認できる「ずれの跡」が決め手です。
また、断層のなかでも、地質学的に比較的最近動いた記録があり、今後また動く可能性があるものを活断層と呼びます。「最近」の基準は国によって異なり、日本では一般に、およそ数十万年前以降に繰り返し動いたと考えられる断層を指します。韓国では、第四紀(約258万年前以降)に動いた痕跡のある断層を指すのが一般的です。私たちが暮らす足もとのどこに活断層が潜んでいるのかを正確に探して調べることは、地震の被害を防ぐためにとても大切です。
よくある誤解
先に地震が起こり、その衝撃で地面に断層というひび割れができる。
順番は逆です。地下にたまった力に耐えきれず断層がずれ、そのとき噴き出した強力なエネルギーが地震です。つまり、断層の動きが地震の原因なのです。
日常で出会う場面
アメリカ・カリフォルニアのサンアンドレアス断層は、2つの巨大なプレートが横にすれ違う、代表的な横ずれ断層です。
2016年の韓国・慶州と2017年の浦項(ポハン)で起きた地震は、地下の断層が急に滑って発生しました。浦項地震については、近くの地熱発電所で行われた水の注入が、それまで知られていなかった断層を刺激して引き起こしたという、韓国政府の調査研究団の結論が出ています。
つまり ひとことで
断層とは、巨大な力を受けた地面が割れてずれた裂け目で、ここが滑るときに放出されるエネルギーが地震です。