【サマータイム制導入に反対する】　特別号外２　f0005


◎福島第一原発事故の原因追究特集　第５回

　今回は、前回の話の最後の部分で出てきた『一方のプレートが他
　方のプレートの下に沈み込むケース』について、さらに理解を深
　めていただくための話をします。
　なにしろ、この特集のテーマである福島第一原発事故の原因とな
　った東日本大震災は、このケースなのですから。

　それでは、本編をどうぞ。（なお、今回も図がいくつも登場する
　ので、等幅フォントで御覧下さい。）


●受圧固着の原動力となったものを把握する

　前回の話の続きで、『一方のプレートが他方のプレートの下に沈
　み込むケース』についての話です。
　まずは、確認のため、前回示した図（図１４）を再度御覧いただ
　きたいと思います。


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(図１４）

　さて、前回の話では、メカニズムが異なる四つの受圧固着が起き
　ることを説明しました。
　ですが、それらの原動力となったものは、二つだけです。
　それは、重力とマントル流です。
　四つ示された受圧固着のうち、最初の一つが重力を原動力とする
　もので、残りの三つはマントル流によるものです。
　まずは、そのあたりのことを、復習を兼ねながら、一つづつ説明
　していきたいと思います。


●重力と自重

　まずは、一つ目の受圧固着である、左側のプレートの『自重で起
　きる受圧固着』について見ていきたいと思います。
　『自重で起きる受圧固着』については、図１０による説明をしま
　したが、あの図はプレート境界が水平な場合の図でした。
　ですので、プレート境界が斜めになっている図１４のケースにつ
　いての図を以下に示したいと思います。


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(図１５）

　プレート境界部分のところに、下向きの矢印が描かれていますね。
　これは、左側のプレートに重力が働くことによって生じる作用で、
　この作用が『自重で起きる受圧固着』を起こさせることになるわ
　けです。
　つまり、この作用は、境界面に平行な（左斜め下向きの）分力と、
　境界面に垂直な（右斜め下向きの）分力という、二つの分力に分
　けることができるわけですが、受圧固着を起こす圧力となるのは、
　後者、すなわち、境界面に垂直な分力の方です。

　重力が受圧固着の原動力となるのは、この受圧固着だけです。
　あとの三つの受圧固着は、これから述べるように、マントル流が
　原動力となるのです。


●マントル流とプレートのぶつかり合い

　次に、二つ目の受圧固着、すなわち、『プレートがぶつかり合う』
　ことによって起きる受圧固着について考えてみましょう。
　これも、図１２による説明をしましたが、その図もまた、プレー
　ト境界が水平な場合用の図でした。
　そこで、図１４のケース用の図を描いてみたいと思います。


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(図１６）

　プレート境界の部分に、今度は右向きの矢印が描かれていますね。
　これが、『プレートがぶつかり合う』ことによって生じる作用で、
　受圧固着を生じさせることになるわけです。
　つまり、この作用もまた、境界面に平行な（右斜め上向きの）分
　力と、境界面に垂直な（右斜め下向きの）分力という、二つの分
　力に分けることができ、そのうち、受圧固着を起こす圧力となる
　のは、これまた後者、すなわち、境界面に垂直な分力の方です。

　ただし、その原動力となるのは、先ほどの場合とは違って、マン
　トル流です。
　左右二つのプレートがぶつかり合う原因となっているのは、それ
　らの下にあるマントル流であるからです。


●マントル流と盛り上がり阻止作用

　次に、三つ目の受圧固着、すなわち、盛り上がり阻止作用による
　受圧固着です。
　前回の図１３で示したように、プレートがぶつかり合うだけでは、
　プレート境界の深いところでは受圧固着が起きますが、浅いとこ
　ろ、すなわち、上の方では、圧力の方向とは垂直な方向にサイズ
　が大きくなろうとするのを抑える働きが弱いため、盛り上がって
　しまいがちで、そのために受圧固着は起きにくくなるのでした。

　もっとも、図１３は、プレート境界が垂直な場合の図でしたので、
　ここでは、図１４のケース用の図を示したいと思います。
　それは、こんな感じの図になります。（盛り上がり方が、かなり
　誇張されてしまっていますが…。）


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(図１７）

　図１６と比較してみて下さい。
　左側のプレートの縁が、右側のプレートの上に迫（せ）り出すよ
　うに盛り上がってしまっていますでしょう。
　これでは、受圧固着はほとんど起きません。

　ところが、右側のプレートが、左側のプレートの下に沈み込もう
　（潜り込もう）とすると、左斜め下方向への引きずりの効果によ
　り、この盛り上がり（迫り出し）が阻止され、浅いところでも受
　圧固着が起きやすくなるのです。


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(図１８）

　右側のプレートの境界面付近に、左斜め下向きの矢印を描いたつ
　もりなのですが…。（テキスト・アートの表現力の限界です。わ
　かってやって下さい。m(_ _;)m ）
　この左斜め下向きの矢印は、右側のプレートの沈み込みを表すも
　のです。
　この『沈み込み』による『引きずり込み』が、左側のプレートの
　盛り上がり（迫り出し）を阻止することになるわけです。
　その結果、浅いところでも受圧固着が起きやすくなるというわけ
　です。

　以上が、三つ目の受圧固着のメカニズムです。
　右側プレートの沈み込みが影響していますでしょう。
　そして、この沈み込みは、マントル流によるものなのです。
　ですから、この三つ目の受圧固着の原動力も、マントル流という
　ことになるのです。


●マントル流と絞り

　最後に、四つ目の受圧固着についてです。
　これは、左側のプレートが、右側のプレートの沈み込みに引きず
　られると、サイズが小さくさせられることになるため、圧縮され
　ることになり、故に、受圧固着が起きる…というものでした。
　これも図を示すと、こんな感じでしょうか。
　

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(図１９）

　左側のプレートの境界付近にも、左斜め下向きの矢印が描かれて
　いる…と思ってやって下さい。m(_ _;)m
　すると、左側のプレートが圧縮されることになるということがわ
　かると思います。

　と同時に、この受圧固着についても、原動力となるのはマントル
　流であるということがわかると思います。
　三つ目の場合と同じく、右側のプレートの沈み込みが原因となる
　わけですから。

　このように、一つ目の受圧固着の原動力は重力で、あとの三つは
　マントル流が原動力となるのです。
　ですから、受圧固着は四つでも、原動力は二つしかないことにな
　るのです。


●そして、もう一つの原動力…歪み

　今回は受圧固着の原動力となるものについて考えてきましたが、
　実は、受圧固着の原動力となるものが、さらにもう一つ存在する
　のです。
　それは、プレートにたまった歪みです。

　これは、とかく、見落とされがちなことです。
　歪みがたまった左側のプレート（の端）は、上方向だけでなく、
　右方向にも動こうとするのです。
　なぜか？

　それは、歪みがたまる際の変形のさせられ方が関係しています。
　左側のプレートに歪みがたまるのは、右側のプレートの沈み込み
　による引きずりが原因です。
　ところが、引きずりの方向は、下向きではありません。
　左斜め下向きです。
　このため、左方向にも変形させられているのです。
　故に、左向きの歪みもたまっているのです。
　ですから、その弾性力（反力）として、右向きの力が（も）生じ
　ることになるのです。
　図で示すと、こんな感じです。


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(図２０）

　もうお気づきのように、これは図１６、すなわち、プレートのぶ
　つかり合いによって生じる受圧固着の話の時の図と（ほとんど）
　同じです。
　ならば、その応用で、右向きの力の分力を考えれば、こちらもま
　た受圧固着を生じさせることになるということがわかると思いま
　す。

　このように、プレートにたまった歪みが生み出す力までもが、実
　は、受圧固着を生じさせる働きをしてしまうのです。
　プレートの沈み込みに加えて、プレートの歪みまでもが、プレー
　ト境界付近を壊れにくくする（∴滑りにくくする∴動きにくくす
　る∴地震や津波を起きにくくし、歪みの解放を阻害する∴歪みが
　たまりやすくする∴強大な地震や津波を起こしやすくする）働き
　をしていたのです。

　ところが、国の地震研究では、そのいずれも、プレート境界付近
　を壊す（∴歪みを解放させる∴強大な地震や津波を起こりにくく
　する）働きしかしないと考えていたのです。
　これでは、予想がハズレるのは当然のことでしょう。


●分力のことを十分考えることが不可欠

　さて、こうしてみると、東日本大震災の震源となるエリアでは、
　なんと、五つもの受圧固着が起きていたということがわかります。
　国の地震研究では、そのうちの一つも考えていなかったのですか
　ら、論外レベルのお粗末さだったのです。

　それはともかく、受圧固着について考える時は、分力というもの
　を考えることが、まずは重要になってきます。
　今回の話でも、分力のことが出てきましたでしょう。
　最も単純な、重力が原動力となる受圧固着、すなわち、自重が原
　因となる受圧固着でさえ、境界面を押すことになる向きの力の成
　分（分力）を考えなければ、たとえ受圧固着という現象のことを
　知っていたとしても、受圧固着が起きることには気付かないこと
　になってしまうのです。
　ですから、まずは、分力について考えることが重要になってくる
　のです。


●力の向きのことを十分考えることが不可欠

　さらに、プレートのぶつかり合いのケースなどでは、なおさら、
　そのことが言えます。
　元の作用は横向きで、その分力を考えなければ、境界面を押すこ
　とになる向きの力（＝受圧固着を起こすことになる圧力）のこと
　など、全然思いつかないことになることでしょう。

　分力を考えるということは、力の向きを十分に考えるということ
　です。
　ところが、これが意外と忘れられがちなことなのです。
　実際、プレートにたまった歪みまでもが、境界面を押すことにな
　る向きの力を生み出すということに気付いていた者が、どれだけ
　いたでしょうか？
　先ほども述べたように、左側のプレートにかかっていたのは、下
　向きの力ではなく、左斜め下向きの力であり、故に、右向きの弾
　性力（反力）をも生み出すことになるのですが、そのことに気付
　くためには、力の向きを、残らず、正確に把握しておく必要があ
　るのです。
　そこまでやらないと、受圧固着を把握しつくすことは不可能なの
　です。
　故に、地震や津波が起きる可能性の予想も不可能になるのです。


●意外と厄介な力の向きという問題

　力の向きを把握するということは、結構面倒なことなのです。
　なぜなら、物質・物体というものには、力の向き（や大きさ）を
　変えてしまう働きがあるからです。

　たとえば、物体に圧力をかけると、圧力とは垂直な方向に膨張し
　ようとします。
　膨張しようとするということは、膨張しようとする向きの力を生
　じさせるということです。
　つまり、圧力とは垂直な方向の力を生み出すのです。
　これは、圧力となる力を、それとは垂直な方向の力に変えてしま
　うということになるでしょう。

　物体が置かれた斜面もまた、力の向きを変えてしまう働きをしま
　すね。
　物体に働く下向きの力である重力を、斜面に水平な力（物体をす
　べり落とさせようとする力）と垂直な力（斜面を押す力）とに分
　割変換してしまいます。

　というわけで、力の向きや大きさを把握しつくすことは、結構面
　倒なことなのです。
　それだけに、科学のことを知ったかぶりしたがる政治家には、非
　常にウケが悪いのです。
　そのため、国の地震研究は、おかしなものになってしまったので
　す。
　次回は、そのあたりの話をしたいと思います。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（次回に続く）


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