環太平洋火山帯

0:00環

宇宙から太平洋を眺めると、海盆のほぼ全体を取り囲む一本の線をたどることができます。その線はアラスカから日本、フィリピンを通って南へ下り、ニュージーランドを過ぎて、チリ、メキシコ、太平洋岸北西部の海岸を再び北へ上っていきます。これらが合わさって、長さおよそ40,000キロメートルの馬蹄形をつくっています。

0:20その線に沿って、世界の活火山の大部分、一般的な推定ではおよそ四分の三が並び、また世界の地震のおよそ90%が起こっています。地質学者は、これを環太平洋火山帯と呼んでいます。

0:32このエピソードでは、この火山帯がなぜ存在するのか、そしてこれまでに何をもたらしてきたのかを探ります。この火山帯で起きた観測史上最大の地震と、地球全体を冷やした噴火を見ていきます。それから、今は静かでも、決して終わったわけではない区間を訪ねます。

0:53なぜ環なのか？

その説明は、プレートテクトニクスから始まります。太平洋の海底の大部分は、太平洋プレートという一枚の巨大な板で、その縁に沿って、ナスカプレート、ココスプレート、ファン・デ・フカプレート、フィリピン海プレートなど、より小さなプレートがあります。そのほとんどすべてが海洋地殻に覆われています。海洋地殻は主に玄武岩と呼ばれる黒っぽい火山岩でできており、大陸の岩石より密度が高いのです。

1:17密度の高い海洋プレートが大陸や、より若くて軽い海洋プレートとぶつかると、曲がってその下に滑り込み、マントルへと戻っていきます。地質学者は、この過程を沈み込みと呼んでいます。たとえばチリ沖では、ナスカプレートが南アメリカの下に、年に約7センチメートルの速さで沈み込んでいます。

1:37プレートが下へ曲がる場所では、海底がたわんで、長く深い海溝ができます。地球で最も深い海は、マリアナ海溝の深さ約11キロメートルの地点にあり、まさにこの仕組みでできたものです。その意味で、環太平洋火山帯は、実は「海溝の環」なのです。

1:54火のもとは、水です。沈み込むプレートは、鉱物の中に取り込んだ海水を、一緒に地下へ運んでいきます。深さ約100キロメートルで、その水が上にある高温の岩石の中へ放出され、岩石の融点を下げます。岩石の一部が溶け、溶けた岩石が上昇し、海溝から約100キロメートルから300キロメートル奥に、火山の列ができます。

2:18この火山帯のどの弧も、同じ過程によってつくられています。沖合には海底が沈み込む海溝があり、その奥には、溶けた岩石が地表に達する火山の列があるのです。その間では、地震がよく起こります。二つのプレートは、なめらかにすれ違うわけではないからです。プレートは固着し、何十年、何世紀にもわたってひずみを蓄え、そして一気にずれ動きます。

2:41最もよく知られた例外は、カリフォルニアです。カリフォルニア湾から北のメンドシノ岬までは、一方のプレートがもう一方の下に沈み込むのではなく、サンアンドレアス断層系に沿って、プレートどうしが横にすれ違っています。そのため、この海岸の区間では大地震は起こりますが、火山弧はありません。メンドシノ岬の北では再び沈み込みが始まり、火山も再び現れます。シャスタ山やラッセン・ピークなどです。サンアンドレアス断層の物語は、ロマ・プリータ地震のエピソードで紹介しています。

3:151960年

1960年5月22日、午後三時を少し過ぎたころの、チリ南部。ナスカプレートは何世紀もの間、南アメリカに対して固着していましたが、その日の午後、両者の間の断層がついにずれ動きました。

3:31破壊は海岸に沿って約1,000キロメートルにわたって進みました。コンセプシオンのすぐ南から、バルディビアとチロエ島を過ぎ、タイタオ半島の近くまで達したのです。多くの証言によれば、揺れは約十分間続きました。世界中の地震計が、この揺れを記録しました。後にマグニチュード9.5と算出されたこの地震は、観測史上最大の地震です。

3:55バルディビアでは、地面そのものが動きました。海岸の一部では土地が2メートル以上沈下し、海が入り込んだまま戻らず、川沿いの農地が湿地に変わりました。

4:08次に、津波がやって来ました。沖合では海底が急に持ち上がり、その上の海水の柱全体を押し上げていました。数分のうちに、海はチリの海岸に押し寄せ、ある場所では海抜25メートルに達しました。

4:24波は、そこで止まりませんでした。外洋では、津波はジェット旅客機とほぼ同じ速さで進みます。地震から十五時間後に津波はハワイに到達し、22時間後には、チリから約17,000キロメートル離れた日本に到達しました。

4:39ハワイ島のヒロでは、波が到達する何時間も前に警報サイレンが鳴っていましたが、多くの人が波を見ようと海岸へ下りていきました。第三波は約35フィートの高さで押し寄せ、61人が亡くなりました。

4:55日本ではまったく警報が出されず、津波によって約140人が亡くなりました。全体で、この地震と津波により、チリで推定1,600人以上、太平洋の各地でさらに200人以上が亡くなりました。

5:10そしてこの火山帯は、その性質のもう半分を見せました。地震から三十八時間後、アンデス山脈の火山コルドン・カウジェが噴火を始めました。揺れがその下のマグマ系をかき乱したことが原因である可能性が高いとされています。わずか二日のうちに、チリ南部では、海溝、地震、火山という一連の過程すべてが起こったのです。

5:32火山

ここからは、火山そのものの話です。チリ地震から二十年後、この火山帯は本土48州で噴火しました。

5:431980年5月18日午前8時32分、ワシントン州のセントヘレンズ山を、マグニチュード5.1の地震が揺らしました。山の北側斜面全体が崩れ落ちて観測史上最大の地すべりとなり、その奥にあった火山が横向きに爆発しました。

6:01爆風は最大17マイル先までの森林をなぎ倒し、火山灰は11の州に降り、山は山頂部の1,300フィートを失いました。五十七人が亡くなりました。その中には、約6マイル離れた尾根から観測していた地質学者、デイビッド・ジョンストンもいました。無線での彼の最後の言葉は、こうでした。「バンクーバー、バンクーバー、ついに来たぞ」。

6:25科学者たちは二か月にわたって山を監視しており、当局は周辺地域を立ち入り禁止にしていました。その立ち入り禁止がなければ、死者数はほぼ間違いなく、はるかに多くなっていたでしょう。この教訓は、この火山帯全体に当てはまります。火山はたいてい前兆を示します。それを読み取る人がそこにいれば、の話ですが。

6:42十一年後、その教訓が何千人もの命を救いました。フィリピンのピナツボ山は約500年間静かでしたが、1991年の春に活動を始めました。

6:56フィリピンと米国地質調査所の科学者たちが前兆に気づき、当局を説得して避難を実施させました。6月15日、ピナツボ山は二十世紀で二番目に大きな噴火を起こし、噴煙の柱は高さ35キロメートルの成層圏にまで達しました。

7:16雨を含んだ火山灰で屋根が崩れて何百人もが亡くなり、その後の数か月間にも、泥流や、混雑した避難キャンプでの病気によって、さらに何百人もが亡くなりました。それでも、60,000人以上が間に合うように危険な場所から避難しており、この避難は、火山の危機にどう対処するかの模範として今も研究されています。

7:38ピナツボ山は、地球全体にも影響を与えました。この噴火は約20,000,000トンの二酸化硫黄を成層圏に送り込み、それが薄い液滴のもやとなって地球を取り巻くように広がり、太陽光を宇宙へ反射しました。その後の二年間で、世界の平均気温は摂氏で約半度下がりました。

7:58次の地震

では、北カリフォルニアとバンクーバー島の間にある、カスケーディア沈み込み帯として知られる区間を考えてみましょう。この火山帯のほかの部分と同じように、ここにも沖合に沈み込み帯があり、その海溝は堆積物に埋もれていて、内陸には火山の列があります。しかし、二世紀にわたる文字記録の中で、ここでは巨大地震が一度も起きていません。その沈黙こそが、地質学者を不安にさせているのです。

8:23長い間、カスケーディアで巨大地震が起こりうることを、誰も知りませんでした。その後1980年代に、地質学者たちはワシントン州の海岸で「幽霊の森」を発見しました。土地が突然沈下して根に海水が届いたために枯れた、スギの立ち枯れ林です。のちに年輪から、それらの木が枯れたのは1699年から1700年にかけての冬だと特定されました。

8:46決定的な証拠は、海の向こうからもたらされました。日本の記録には、1700年1月27日の夜に到達した津波のことが記されていますが、日本では地震の揺れは感じられていませんでした。科学者たちは、これを「孤児津波」と呼んでいます。到達時刻から逆算することで、科学者たちはこの津波の原因を、1月26日の午後九時ごろにカスケーディア沖で起きたマグニチュード9の地震だと突き止めました。

9:12その地震が起きたのは、三世紀以上前のことです。地質学的な記録によると、カスケーディアの巨大地震は不規則に繰り返し起きています。全域では平均して約500年ごとで、南部ではもっと頻繁です。次の地震はシアトル、ポートランド、バンクーバーを揺るがし、その津波は早ければ15分で海岸の一部に到達します。だからこそ、この地域では地震訓練が行われ、オレゴンの海岸沿いには津波警報のサイレンが立っているのです。

9:43今も動き続ける

環太平洋火山帯が長く静かでいることはありません。その沿線には、何百もの活火山が立ち並んでいます。日本だけでも平年で約2,000回の地震が感じられ、太平洋プレートは年に7センチメートルから10センチメートルの速さで、その北側と西側の縁に沿った海溝へと動き続けています。

10:01では、覚えておきたいことを三つ挙げましょう。第一に、環太平洋火山帯は、太平洋の海洋プレートが、その周縁の深い海溝で隣のプレートの下に沈み込む場所を示しています。第二に、その沈み込みが世界の巨大地震の大部分を引き起こしており、1960年にチリで起きた観測史上最大の地震もその一つです。そして第三に、プレートが運び込む水によって上の岩石が溶け、それが太平洋を縁取る火山をつくっています。

10:29その40,000キロメートルのほぼ全域で、太平洋の海底はゆっくりと地球の内部へ沈み続けており、この火山帯はこれからも、周りの陸地の姿を変え続けていくでしょう。Earth Explainedをご覧いただき、ありがとうございました。チャンネル登録で次のストーリーをお見逃しなく。EarthWatch 24-7では、地球をいつでもライブでご覧いただけます。