大陸は動いているのに、なぜ感じないのか

01 · 速度は揺れではない

年数センチを一年へ広げると、加速度はほとんどない

プレートは一般に1年あたり約数センチメートル動きますが、速度と方向はプレートや地点によって異なります。

年5センチなら、1日分はおよそ0.1ミリメートルです。滑らかな一定速度は、体を繰り返し押しません。一定速度の列車も、曲がる、止まる、外の景色を見るまで静止して感じられます。

私たちは、周囲と共有する一定運動より、運動の変化をはるかに感じやすいのです。

02 · 地面も一緒に動く

運動は基準座標に対して測る

一つのプレート内部にある家、道路、人は一緒に動きます。近くの物同士にはほとんど相対移動がなく、視覚や力の手がかりがありません。

地球上に唯一の静止地点はありません。測地学では別のプレートや全球座標系を基準にし、観測点の座標がどう変わるかを調べます。

03 · 軌道上に物差しを作る

衛星による位置を繰り返し測り、移動を出す

測地用GPSを繰り返し観測すると、地面の動きを年あたり約ミリメートルの尺度で捉えられます。

測地観測点は衛星信号を長期間記録します。大気遅延、衛星軌道、アンテナの動きなどをモデル化し、数年分の位置へ直線を当てると速度ベクトルが得られます。

GPSはプレートを感じるのではなく、傾向が雑音より大きくなるまで座標を比べます。

04 · 剛体は近似である

変形の多くは境界付近へ集中する

大きなプレート内部は人間の時間尺度ではおおむね剛体として動きます。境界では離れる、近づく、横へずれる運動が起き、一本の線ではなく幅のある帯に分散することもあります。

プレートは地殻と硬い最上部マントルを含みます。大陸はプレートに埋め込まれた乗客で、同じプレートが海底も運ぶため、大陸とプレートは同義ではありません。

05 · ゆっくり載荷し、速く放出する

固着した断層が、静かな運動を感じる加速度へ変える

境界の一部が摩擦で止まっても、広いプレートは動き続けます。断層周辺の岩石が弾性的に変形し、応力がたまります。

断層が滑ると、長い年月に蓄えた変位の一部が数秒で起こります。地震波が地面を往復加速させるため、人はそれを感じます。ゆっくりクリープする断層もあります。

06 · 一つの地球に二つの時計

GPSは現在を、岩石は長い過去を測る

海嶺で新しい地殻ができると、海底の磁気縞が地磁気逆転を記録します。縞の間隔と年代から、長期の拡大速度を推定できます。

現在のGPS速度と古い海底記録は完全には一致しなくて構いません。境界は組み替わり、速度も変化し、局所変形は平均と異なります。

07 · 何がプレートを引くのか

運動は確立しているが、力の配分は研究中

沈み込み帯で冷たく密なスラブが沈む力、海嶺からの重力的な滑り、マントル流などが寄与します。重要度はプレートごとに異なります。

プレートがベルトコンベヤーに載るだけという説明は単純すぎます。沈むプレート自体が周囲のマントル流を組織する、結合した系です。