兵庫県南部地震データ集 神戸の自然シリーズ 神戸の大地のなりたちと自然の歴史 地震を理解する簡単な実験(1)

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■10.地震を理解する簡単な実験 (1)
■実験1 地震はどうして起こるのでしょうか

 ガラス管をモデルにして、地震が起こるわけを考えてみましょう。


[実験のねらい]

 内陸の直下型地震プレート内地震)は、大地が大きな力をうけてひずみ、ひずみが限界に達したときに、岩盤が破壊されて起こることを理解させます。


[実験の方法]

 ガラス管を用意し両端を持って力を加える実験です。

 長さ1m、径6〜8mmのガラス管を両手で持って「力を加えるとどうなるだろう」と問います。生徒の多くは「折れる」と言うでしょう。そこで「違います」と少し力を加えますと、ガラス管はわずかに曲がります。

 「もっと力を加えるとどうなるでしょう?」と問いかけ、以下のように続けます。

(生徒)「折れる!」
(教師)「もっと曲がります。さらに力を加えると?」
(生徒)「さらに曲がる?」

 というやり取りをしていると、ガラス管は突然破壊します。

 図1 ガラス管はある程度変形するが、ある瞬間に突然破壊される


地層先生による実験1の実演ビデオ(MPEG1)

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[まとめと説明]


 「これが地震です。」
 「ガラスのような物質は力を受けると変形します。変形してエネルギーをためます。変形が限界に達したときにガラスは折れます。これと同じことが、大地をつくる岩盤で起こったのが地震です。岩盤はガラスと同じ成分でできていて変形しても、ふだんは耐えています。耐えきれなくなった時、破壊するのです。」
 「大地が金属でできていたら、変形はしますが、簡単に破壊されることはありません」
と金属棒を曲げて見せる。
 「破壊されたところが、断層です。」
 「このようにして起こるのが、内陸の直下型地震です。」


■実験2 プレートの境界で起こる大地震(プレート型地震のモデル実験)

 太平洋の沿岸で起こる地震はどのようなしくみで起こるのでしょうか。2枚の下敷きをモデルにした実験で、地震の起こるわけを考えてみましょう。


[実験のねらい]

 地震には、プレートの境界で起こるものがあり、海のプレートの沈み込みにともなって、引きずり込まれた陸のプレートの反発で起こることを理解させます。


[実験の方法]

 下敷きを2枚用意します。一方にはテープをはり、図2-1のように組み合わせて、日本海溝や南海トラフにそって発生する巨大地震について考えます。

図2-1.下敷きのはり方と力の加え方


地層先生による実験2の実演ビデオ(MPEG1)

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[まとめと説明]
図2-2.2つのタイプの地震

 「太平洋の方から海のプレートが日本列島の下に沈みこんでいます。」
 「1年に数cmの速さで沈み込み、この動きにともなって日本列島ののっている陸のプレートは引きずり込まれます。」
 「耐えきれなくなったとき、突然プレートは跳ね上がります。これが日本海溝や南海トラフで起こるプレート型の巨大地震です。」
 「この地震の時には津波が発生します。」
 「プレートが年に10cm沈み込むということは、100年で10mです。この巨大地震は約100年に一回の割合で起こることがわかっています」
 「海のプレートは日本海溝のあたりから日本列島の下に沈みこんでいます。その境界でしばしば地震が起こります。太平洋から日本海に向かって、地震の起こる深さが深くなるのはこのためです。」


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