2019.06.25
ξ
匸P　　コーヒーブレイク　

　　　　　フォッサマグナ
　　　　　　　日本列島を分断する巨大地溝の正体
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　藤岡喚太郎 著　　講談社ﾌﾞﾙｰﾊﾞｯｸｽ　B2067　　2018.08.20
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
　6月18日、山形県鶴岡市で震度6弱、新潟県村上市で震度6強の地震が発生
した。昨年の同日、北摂でも地震があり高槻市の小学生三宅璃奈さんが亡くなった。
　せめぎあう4枚のプレート境界にある日本列島には活火山が111も存在する。
　そして本州が乗る2枚のプレートをフォッサマグナが分断している。
　フォッサマグナは深さ6000m以上もあり、日本海が太平洋につながっていた頃も
あるが、およそ2000万年前に出来た岩石で全体が埋められ現在に到っている。
　子細に見ると北部と南部では地層構造が違い、南部の成立過程は複雑だ。
　また西側は切り立った線がはっきりと観察できるが、東側は曖昧で関東山地の
西を走る岩村田－若神子構造線や、柏崎－千葉構造線などが東端の候補になって
いるが特定するのは難しい。筆者はこんなフォッサマグナの正体解明に挑む。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

【ジオパーク】
　日本列島、日本海の成因を解明する上で、非常に重要な地形が男鹿半島にある。
　男鹿半島では、環境変遷を示す地層が過去7000万年=70Maにわたり観察できる。
　そのためここは東北日本の日本海側の地層の標準層序にされている。
（※Ma:Mega annumは100万年を表す記号。層序は後述するが地層の順序のこと。)
　「男鹿・大潟ジオパーク」(大潟村=八郎潟)は、日本列島のでき方がわかると
いうのを売り物にしている。とはいっても、展示場やテーマパークではない。
　ジオパークとは大地の公園のことで、地球に親しみ学べる場所のことをいう。
　2000年に有志により立ち上げられ、2004年、世界ジオパークネットワーク
(GGN)が発足した。GGNはユネスコの正式事業で、「保存」だけでなく「教育」を
重視し、4年に1度の審査で世界ジオパークを認定している。
　2018年4月現在、世界38カ国で140件が登録されていて、伊豆半島ジオパークは
2018年に認定されたばかりだ。
　2009年、日本でも日本ジオパークネットワーク(JGN)が発足し、JGNに加盟し
認定された所は日本ジオパークとなり、現在43件が選ばれている。
　この本ではGGN認定と、JGN認定ジオパークを区別なく紹介しているので少し
とまどう。現在のところ「男鹿・大潟ジオパーク」はJGN認定の場所だ。
　世界遺産のように、日本ジオパークのうち幾つかが、世界ジオパークに昇格する
可能性もある。2008年に認定された北海道のアポイ岳はそのひとつだ。
　日本の世界ジオパークは現在9件(洞爺湖有珠山、糸魚川、島原半島、山陰海岸、
室戸、隠岐、阿蘇、アポイ岳、伊豆半島)で、中国37件、スペイン12件、
イタリア10件に次いで世界第4位だ。(※あと1件で3位に並ぶ)
　本書「フォッサマグナに会える場所」コラムでは、7つのジオパーク(糸魚川、
南アルプス、下仁田、伊豆半島、箱根、男鹿・大潟、山陰海岸)が紹介されている。
【日本列島の地層】
　東北日本で大地震、津波が続く理由は、東北日本が北米プレートの先端にあり
ユーラシアプレートと太平洋プレートに挟まれて、両方から押され続けている
からだ。東北日本には多くの活火山が連なっている。
　数えてみると恐山から浅間山まで、26もの活火山が並んでいる。
　活火山に関しては四国を含む西南日本は静かで、島根県に三瓶山がひとつ
あるのみだ。(※活火山は、2003年に再定義され「概ね1万年以内に噴火した火山
及び現在活発な噴気活動のある火山」とされ、111火山に増えた。以前の定義は
過去およそ2000年以内に噴火した火山で、70余だった。）
　日本全体は4つのプレート境界にあり、次の5つの島弧－海溝系で出来ている。
(1)(北海道を含む)千島弧と千島海溝系
(2)東北日本弧と日本海溝
(3)伊豆・小笠原弧と伊豆・小笠原海溝
(4)西南日本弧と南海トラフ
(5)琉球弧と琉球海溝
　これらの島弧が集まる日本列島で最も特徴的な場所は、房総海溝三重点だ。
　(2)と(3)と(4)がぶつかり合い、日本海溝、相模トラフ、伊豆・小笠原海溝の
３つが沈み込む世界的にも珍しい特異点だ。(※水深が6000mを越えない溝の場合
トラフ:toroughと呼ぶ。成因は問わない。)
　海溝三重点は日本列島のアンカーになって、現在の日本の形状を保っている。
　地図がないと分かりづらいが、(2)のピースは、刃を大陸側にして寝かせた平たい
ナイフの形が一番イメージしやすい。北米プレートの東北日本弧がナイフのように
その切っ先を海溝三重点に突き当てている。ナイフの刃先は相模トラフから
フォッサマグナに続く。相模トラフで横にスライドした地層は、フォッサマグナの南部で
地上に押し上げられ、本州に重なり付加体となった。丹沢山脈、御坂山地などが
その付加体で、もとから本州にある岩石が押し上げられた地層が赤石山脈だ。
　ナイフの背側は太平洋プレートの圧を受ける。押し寄せる海底ベルトは、
東へと移動する長い旅を終え、深さ6000m強の日本海溝へと沈み込んでいる。
　ナイフの刃先側は、繰り返しになるが相模トラフから伊豆半島の東にある
糸魚川－静岡線(フォッサマグナ西側の線）で日本を分断し日本海に出て行く。
　　日本海ではユーラシアプレートに接し、東北沖にひずみ集中帯を作り、北海道
沖までなだらかな曲線を描いて続いている。その中間に秋田の男鹿半島がある。
　この地溝線に分断されたユーラシアプレートは、西南日本弧、九州を乗せて、
フィリピン海プレートが北西に押し寄せてくる圧を受ける。
　フォッサマグナを発見し、最初に発表したのは、明治に来日したドイツ人教授
エドムント・ナウマン(1854-1927)であった。
　明治8年(1875)11月12日、彼は、南アルプスを探索中、獅子岩を越えた辺りに
ある平沢という集落で嵐に見舞われ、山小屋で一泊した。
　翌11月13日の朝、足下に見える釜無川の対岸に、2000mもある鳳凰や駒ヶ岳が
ちょうど壁のように突っ立つ光景に出会いナウマンは思わず息を飲んだ。
　フォッサマグナ発見の瞬間だった。
　それから140年、フォッサマグナ形成の謎は深まるばかりだが、真正面からこの
謎に挑んだ学者はいないという。そこで筆者が蛮勇をふるい源三位頼政が射たと
いう鵺(ぬえ)のような怪物・フォッサマグナの正体に挑んだという訳だ。

【北部フォッサマグナの地層】
　岩石と地層を観察すればフォッサマグナ成因解明の手がかりが得られる。
　フォッサマグナは諏訪湖の辺りを境にして、北部と南部で成因が異なる。
　筆者はまず北部から解明していく。この地層の成立はおよそ23Ma～2.58Maに
わたるが、上から下へ地層が整然と並んでいる。この順序を「層序」と呼ぶ。
　男鹿半島の標準層序は日本海の成因を記録しているが、北部フォッサマグナの
地層も同じ順序に積み重なっている。
　深い順に、各層が生成された時期、岩石、海の環境を並べると次の様になる。
(守屋層)　16～15Ma　浅海　砂岩、礫岩　諏訪湖の南、守屋山に見られる地層。　
　浅い海になった基盤岩の上に海水で運ばれた砂や小石(礫)が積もったもの。
(内村層)　15～14Ma　深海　グリーンタフ(海底火山性の岩)、礫岩、砂岩、泥岩
　海は次第に深くなり、細かい泥岩が堆積した。
(別所層)　13～8Ma　深海　黒色泥岩、石灰質の団塊(ノジュール)、貝化石
　海は最も深くなり、深海生物も棲息していた。
(青木層)　8～6Ma　半深海　砂岩、泥岩、流れの跡、タービタイト(海底堆積)、
(小川層)　6Ma　半深海　砂岩、泥岩の互層、礫岩、泥岩、流紋岩(火山性)、
　陸から運ばれた堆積物が海にたまり、貝化石、深海にない砂もみられる。
(柵層)　5～3Ma　浅海　礫岩、砂岩、泥岩、火山砕屑岩(火山活動跡)、貝化石
　海は徐々に浅くなる。
(猿丸層)　3～1.5Ma　淡水　礫岩、凝灰岩(火山灰層)、貝化石
　海に河川の水が入り込み、汽水から淡水になる。堆積物が湖の底にたまる。
(豊野層)　1.5～0.7Ma　陸　湖沼性堆積物
　陸化して、湖の堆積物が地表に現れる。
　この層序と非常に良く似た重なり、対比(correlation)を示す地層が、先に紹介
した秋田県の男鹿半島の標準層序に見られる。地層の物差しが合う北部地層は、
日本海と同じ成因で生まれたことを示していると考えられる。

【南部フォッサマグナの地層】
　中央に富士山が聳え、その西側に天守山地、赤石山脈、巨摩山地、北側には
御坂山地が関東山地へと続いている。東側には丹沢山地が東西に延び、南東に
箱根火山、南に伊豆火山帯がある。
　こちらは北部のような一律の地層ではなく、ひとつの基底の上に、巨摩層群、
西八代層群、丹沢層群の3つの層が並列に乗った複雑な様相をしている。
基底・相模層群　　34～20Ma　
　巨摩層群　　　　17～12Ma　
　西八代層群　　　16～12Ma　富士川層群　12～2Ma　
　丹沢層群　　　　17～5Ma（※細かくは以下の内訳)
　　塔ケ岳層群　　17～15Ma
　　大山亜層群　　16～13Ma
　　煤ケ谷亜層群　13～8Ma
　　早戸亜層群　　8～5Ma
　これらの地層はほとんどが海底噴出の火山岩群で、陸からの堆積物もなく、
地層中には温暖な浅い海に棲んでいた大型の有孔虫や石灰石があり、形成当時の
海は現在より暖かだったようだ。また寒水性の二枚貝や有孔虫の化石も出てくる
ので、形成後に寒流が流れていた時期もあったようだ。
　陸に近い海底で1000万年もの間、堆積物のない地層が生まれることはない。
　暖かな遠くの海底で噴出した火山岩群が、どのようにしてこの場所に現れた
のかを推理すると、状況証拠から、その正体はフィリピン海プレートが運んで
きた海嶺群だったとみられる。
　南の海底で生まれた海嶺群が連続的に本州に衝突して乗り上げ、付加体が、
南部フォッサマグナの複雑な様相を形成したものと考えられるのだ。

【フィリピン海プレートとスーパープルーム】
　フィリピン海プレート全体は大きな壺形をしており、その上部を切り取ると
台形をしている。台形の上辺は相模トラフ、南東に下がる線は伊豆・小笠原海溝、
南西に下がる線は駿河トラフ・南海トラフになる。南海トラフは今後30年以内に
70%～80%の確率で巨大地震を引き起こす危険地帯だ。
　フィリピン海プレートは、50Ma前から拡大を始めた世界有数の火山活動地帯で
生まれた。太平洋プレートと異なり今は北上しつつ縮んでいるばかりで、将来は
消滅してしまう運命にある。このプレートの様相を始めてしげしげと見たが、
見れば見るほど興味深い海域だ。このエリアは半分が日本の排他的経済水域だ。　
　南海トラフの南に、四国海盆、パレスベラ海盆がある。パレスベラ海盆は
時計回りに、伊豆・小笠原海溝、マリアナ海溝、ヤップ海溝に囲まれる広大な
海盆だ。
　その西側には西フィリピン海盆がある。西フィリピン海盆は、台湾を頂点に、
「八」の字を横倒ししたように、琉球海溝とフィリピン海溝が囲んだ中にあり、
その底の辺にパラオ海溝がある。パラオ海溝の右側はヤップ海溝と接している。
　フィリピン海プレートの中央に並ぶ九州－パラオ海嶺は、伊豆・小笠原弧と
同じ頃に生まれたが、フィリピン海プレートの北上過程で分離したという。
　この巨大なフィリピン海プレートを生み出した原動力が、スーパープルームで
あった。ソロモン諸島の北に広がるオントンジャワ海台は、アラスカと同じ
くらいの広さを持つというから、地球内部のスーパーブルームの規模は想像を
絶する大きさだ。
◇プルームテクトニクスの登場(20世紀の終わり頃)
　地球の内核、外核の周囲には、上下二層のマントルがあり、対流している。
　マントルは一律の温度で分布しているのではなく、熱い地域(Hot region
ホットリージョン)があって、雲のような形状をしたプルーム(plume)がほとんど
融ける寸前の状態で(あるいは一部が融けて）ただよっている。これが巨大な
場合はスーパープルームになる。
　海洋底は厚さ5kmしかない。その海洋プレートが地溝帯から地下670kmまで沈み
込むと一旦停滞して上部マントルを対流する。海洋底から地球の外核までの深さは
2900kmある。上部マントル層で停滞したマントルの塊は、やがて温度が冷えて
重量が増し下部マントル対流層に沈み込む。下部マントル層の底まで落下した
塊は外核に熱せられ、雲のようなプルームとなって上部マントル層に上がる。
　海洋プレートの供給量が多い場合、地球内部でスーパープルームが生まれる。
　地震波の伝達速度を全地球規模で調べると、マントル層内にあるプルームの
場所を知ることができる。地震波は液体の中を通過する時、遅くなるからだ。
　プルームテクトニクスは、大陸移動の原動力を見事に説明する、最新の理論と
なっている。

【フォッサマグナの謎解き】
　筆者によるフォッサマグナ成立の謎解きは、日本海の成因から始まる。
　フィリピン沖でオンコンジャワ海台を生んだスーパープルームの支流が、
ユーラシア大陸の東縁に生まれた亀裂の下まで伸びて、大量のマグマを供給した。
　それはかなりの量とスピートで、亀裂は拡大し、浅い原始日本海が広がって
誕生した。(※東縁の亀裂は、バイカル湖の亀裂と同じく、50～40Ma前頃、
インド亜大陸が衝突したことが成因らしい）
　この原始日本海は、まもなく海底が冷えて重量を増したため全体が沈みはじめ、
水深4000メートルの深海に成長した。その後の過程は北部フォッサマグナの地層
生成と同じなので割愛する。
　同じ日本海でも、中央の大和碓から南の大和海盆、対馬海盆は海底の様子が
大きく違う。それはともあれ、日本海が広がってから、日本列島の中央が裂け、
西南日本は時計回りに、東北日本は反時計回りに、観音開きに開いた。
　日本列島が裂けた証拠は、岐阜県瑞浪地方に海洋性生物の化石が出土することで
確認できる。観音開きの動きの方向も、地殻が生成された時に記録される地球
磁場の方向で分かる。西南日本の磁場は北東方向、東北日本は北西方向に傾く。
　この岩石が生まれた時の地球磁場方向に異論を差し挟む余地はない。
　日本海と太平洋は、フォッサマグナが深海だった頃、海水が行き来していた
ものと思われる。富山湾と相模湾で同じ種類のオオグチボヤが棲息していること
などからほぼ間違いなさそうだ。
　そんな深海が岩石で埋められ、現在形になったのは、15Ma前頃だった。
　日本列島の基底は、約100～300Ma前に出来た岩石だが、フォッサマグナを
埋めている岩石は、約20Ma前以降に形成されたものだ。
　フィリピン海プレートに乗って北上してきた伊豆・小笠原弧が、房総半島沖の
海溝三重点に到達したのが、15Ma前であった。ちょうどこの時から相模トラフ
沿いに横滑りした海嶺群が本州に衝突を始めたと思われる。
　本州の衝突カ所は、漢字の八の字のような形で、伊豆半島を挟み、左に駿河
トラフ、右に相模トラフが延びる。
　伊豆・小笠原弧は厚みが20kmもある大きな島嶼なので本州に衝突する際、上下
二層に分かれ上部は陸上に押し上げられた。現在の丹沢山地(17～5Ma)は、
厚さ5kmもある海成層が陸地に乗り上げ、海抜2000メートルの山地を形成したものだ。
　次に筆者はオラーコジン説を当てはめる。オラーコジンとは、ロシア語で
裂け目のことだ。木製テーブルの中央で三方に枝分かれした裂け目のように、
地下からスーパープルームに押し上げられた地面は、火鉢の上で熱せられた
お餅のように、中央にオラーコジン型の裂け目が出来て、ぷっくら膨らんだ。
　日本海に出来たＹの字状の裂け目は、やがて上のＶ部分の角度が開き、Ｔ字に
なり、下のＩは上手い具合に日本列島の裂け目・フォッサマグナに入り込んだ。
　筆者は地質学者の「まんが」を越え、このような仮説を提唱されている。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
　日本列島のでき方がわかるジオパークの幾つかを見学してみたいものだ。

（参考)
(地質年代区分表）単位100万年　　※100万年を1Ma(Mega annum)と表記する。
先カンブリア時代　4600-540Ma
　冥王代　　　4600-3800
　太古代　　　3800-2500
　原生代前期　2500-1600
　原生代中期　1600-900
　原生代後期　900-540
顕生代　540-0Ma
古生代　540-295Ma
　カンブリア紀　540-500
　オルドビス紀　500-435
　シルル紀　　　435-410
　デボン紀　　　410-336
　石炭紀前期　　336-325
　石炭紀後期　　325-295
　二畳紀　　　　295-250　
中生代　250-65Ma
　三畳紀前期　　250-240
　三畳紀中期　　240-230
　三畳紀後期　　230-205
　ジュラ紀前期　205-180
　ジュラ紀中期　180-154
　ジュラ紀後期　154-135
　白亜紀前期　　135-96
　白亜紀後期　　96-65
新生代　65-0Ma
　第三紀・古第三紀暁新世　　　65-53　　　
　第三紀・古第三紀始新生　　　53-34
　第三紀・古第三紀漸新世　　　34-23.5
　第三紀・新第三紀中新性前期　23.5-16.0
　第三紀・新第三紀中新世中期　16.0-11.6
　第三紀・新第三紀中新世後期　11.6-5.3
　第三紀・新第三紀鮮新世　　　5.3-2.58
　第四紀・更新世(洪積世)　　　2.58-0.01
　第四紀・完新生(沖積世)　　　0.01-
　　　　　
【大陸移動説と移動力問題】
「深海底の科学～日本列島を潜ってみれば～」
　藤岡喚太郎 著　(NHKブックス,1997)より要約。
◇1912年、ドイツの気象学者アルフレッド・ウェーゲナー(1880-1930)が大陸
移動説を発表した。この説を裏付ける地球上の痕跡は以下のように数々あった。
・大陸海岸線の一致：南米大陸とアフリカ大陸は、水深1000メートルの等深線で
合わせると最もよく合う。
・褶曲山脈や盾状地の一致：カレドニア造山帯など、パンゲア大陸時代からある
褶曲山脈や盾状地は大陸を元にもどせばぴったり合う。
・海を渡らなかった生物：同じ種類の古生物がアフリカ大陸、アメリカ大陸に
棲息している。その理由は陸橋があったからとされていたが、無限に陸橋がなけ
れば説明しきれない。それよりかつて大陸同士が接続していたと見る方が自然だ。
・氷河移動の痕跡：地球上には、インド、オーストラリア、南アフリカ、南極
大陸など、広範囲に石炭紀(4億年前)に氷河が移動した痕跡が存在する。これらの
氷河は大陸を南極を中心にした同心円にもどせば、移動痕跡が放射状になる。
・石炭や乾燥気候の跡：石炭は温暖気候地帯で生成され、岩塩は乾燥気候地帯で
生れるが、なぜか地球上で気候条件の合わない場所にばらばらに存在している。
　地球の回転軸がこんなにぶれる訳はない。大陸を分裂前の場所に引き戻すと、
気候を示す地層は赤道に対して対象に並んでいる。どちらが正しいかは明白だ。
　日本の寺田寅彦(1878-1935)は、「日本海の成因」(1934年)で、大陸移動説を
もとに日本列島がユーラシア大陸から分離して日本海が生まれたと論じていた。
　他にも北田宏蔵の「大陸漂移説解義」(1926)、望月勝海の「地質学入門」
(1931)で大陸移動説が紹介されたが、先駆的研究者にしか浸透しなかった。
　ウェーゲナーは、1929年オクラホマ州タルサで開かれた全米地球物理学連合の
学会で、人々がどうしてもひっかかる大陸移動の原動力問題を自ら考察し、
説得を試みたのだが理解を得ることはできなかった。
　55～50Ma前頃インド亜大陸がユーラシア大陸に衝突し、ヒマラヤ山脈を造った。
　8000メートル峰の頂き付近で、海中古生物の化石が出てくることで地殻変動の
ダイナミックスさが今では実感できる。
　それでも大陸移動説がこれほど長い期間、学者達に認められなかった理由は、
大陸の移動エネルギーを説明できる理論が存在しなかったからだ。
　彼は、翌1930年グリーンランドで客死し、その説も滅び去ろうとしていた。
　1960年代のTV科学番組では、大陸移動説が荒唐無稽な説として紹介されていた。
◇イギリスのアーサー・ホームズ(1890-1965)は、ただひとり大陸移動説を支持
し、「一般地質学原理」で大陸移動の原動力はマントル対流にあると説明した。
◇地球磁場の移動(北極と南極の磁場反転)
　地球内部の外核(深さ2900km～5100km)は、ニッケルや鉄の合金が溶けて流動
している。地球の自転により、粘性の強い液体層の外核も移動回転するので、
ここに発電作用が働き南北に磁極線が形成される。
　現在の磁極線は南極から北極に流れている。北極の磁気圏にオーロラが発生する
のはこのためだ。磁場はずっと同じ方向ではなく、70万年前にも反転している。
　玄武岩が海洋底で生成される時、その時の地球磁場方向が岩石に記録される。
　太平洋プレートには何度も反転した磁場の縞が交互に連なって残っている。
　海洋底の寿命は陸地より若く、1億6千万年以前のものは存在しない。
◇1950年代、デカン高原でマイナス(南半球生成)地磁気を発見。
　インド亜大陸はもと南半球にあり、移動してユーラシア大陸に衝突したことが、
この反転した磁場を持つ石が見つかったことで裏付けられた。
◇海洋底拡大説が深海の研究から判明。ハモンド・ヘス、ロバート・ディーツ。
　海嶺で新しい海底が形成され、海溝で沈み込み地球内部に帰っていることが
深海の研究探索でようやく判明した。
◇プレートテクトニクスの提唱、1967年。アメリカの地球物理研究者たち。
　地球の表層は約10個の固いブロックに分かれている。これをプレートと呼ぶ。
　プレートの境界には「離れる」「すれ違う」「衝突する」の3種類がある。
　海嶺、海溝、大地溝帯は、プレート境界の接し方、方向で形成される。
◇白亜紀(135-65Ma)の大事件、アルバレスの提唱。
　直径10kmの隕石が地球に衝突し、核の冬が訪れ恐竜が絶滅した。
　数百万年の間、地磁気が反転しなかった。これをスーパークロンという。
　この時期、海嶺の発達は異常に早く、マグマが高い地形を形成し、海水が陸地
にあふれ出して「白亜紀の大海進」という大事件が起きた。
◇プルームテクトニクスの登場(20世紀の終わり頃)　本文に引用。