南海トラフと琉球海溝／地質構造発達史／＜参考＞海底地形図の簡易作成法

　フィリピン海プレート

　南海トラフと琉球海溝

フィリピン海の海底地形図（スクリプス海洋研究所）及び海底地質図（産総研）と
フィリピン海プレート（赤線：産総研斎藤氏による10km等深線）
フィリピン海プレートの構造発達史（Hall et. al., 1995）
　お正月、佐多岬や日南海岸に初日の出を拝みに行く人がたくさんいます。そこには眼前に太平洋の大海原が広がっていますが、実はそこにあるのは太平洋プレートではありません。西南日本は北薩の屈曲で大きく曲がり、琉球列島のほうに続きます。東北日本には太平洋プレートが沈み込んでいますが、ここではフィリピン海プレートが沈み込んでいるのです。しかし、フィリピン海プレートの北縁は単一の海溝ではなく、南海トラフと琉球海溝に分かれ、南九州～奄美周辺海域はやや複雑です。ここでは、右図で示すように、九州－パラオ海嶺・奄美海台・大東海嶺・沖大東海嶺が斜交しているからです。ただし、フィリピン海プレートそのものは、赤線に示すように、連続しています。これは中村・兼城（2000）が地震データから導いた面を斎藤（2017）がGIS化したものです。一体、これはどのように考えれば良いのでしょうか。

　地質構造発達史

　少し古い論文ですが、Hall et. al.（1995）は、フィリピン海プレートの構造発達史を次のように考えています。
　45Ma頃、北東縁で沈み込みが開始されます。40Ma頃までには右図に示した回転軸を中心に時計回りに回転し、西フィリピン中央海盆が開き始めます。40～25Maには、回転は起こらず、南縁でインド洋プレートが沈み込みます。25Maには中図に示した回転軸のまわりに回転し始め、南縁の沈み込みは止んで横ずれ断層となります。マリアナ海溝は閉じ、四国海盆とパレスベラ海盆が開き始めます。10Ma頃もフィリピン海プレートは回転を続けます。15Ma前にはフィリピン海プレートの一部だったモルッカ海は10Maまでに別のプレートになります。
　その後、Honza & Fujioka（2004）は、フィリピン海プレート全体の構造発達史を詳細に組み立てました。以下、日本近海に関わる部分を抜粋して紹介します。
A 白亜紀後期（85Ma）
　ユーラシアプレートの東縁、すなわち日本・南部中国・南ベトナム・ボルネオに沿って酸性深成岩類が分布しており、そこに太平洋プレートが沈み込んでいました。一方、太平洋プレートの南縁にはスンダ弧と東フィリピン－大東弧・奄美海台があり、そこにインドプレートが沈み込んでいました。なお、南ボルネオは白亜紀以来反時計回りに約90度回転します。
B 始新世最初期（52Ma）
　東フィリピン－大東海溝では沈み込みは停止し、西フィリピンは衝突してインドプレートの一部となります。その前面に九州－パラオ海溝が生まれ、太平洋プレートが逆に沈み込みを始めます。同時に、沖大東海嶺の南で西フィリピン海盆が開き始めます。
C 始新世中期（45Ma）
　この時期は西フィリピン海盆の拡大と、それに伴う九州－パラオ弧の北上で特徴付けられます。セレベス海盆もこの時期、ミンダナオとボルネオの間に開き始めます。
D 漸新世最初期（35Ma）
　この時期になると西フィリピン海盆の拡大は止み、九州－パラオ弧が今よりもっと南に形成されます。西フィリピン海盆の南ではカロリン海盆が開き始めます。
E 漸新世最晩期（25Ma）
　この時期になると、九州－パラオ弧の前面に太平洋プレートが沈み込み始め、伊豆－小笠原海溝が形成されます。九州－パラオ弧との間に四国海盆とパレスベラ海盆が開き始めます。
F 中新世中期（15Ma）
　さらに四国海盆とパレスベラ海盆は拡大し続けますが、同時期に日本海も開き始めます。著者らは日本海の拡大は24～27Maと考えているようです。
G 鮮新世（6Ma）
　ほぼ現在のような配置になりました。
　まとめると、奄美海台や大東海嶺・沖大東海嶺は白亜紀に形成された古い地塊であり、九州－パラオ海嶺は古第三紀に太平洋プレートが沈み込んで形成された古い島弧です。西フィリピン海盆の拡大と四国海盆の拡大によって、東西からしわ寄せを受けたところが、奄美近海と言うわけです。それが複雑な地形をしている理由でしょう。
85Ma～6Maのフィリピン海プレート（Honza & Fujioka, 2004）

　一方、奄美周辺海域の海盆について、堆積学的研究も進んでいます。樋口ほか（2015）によれば、それぞれ次のような特徴があります。

　その後、中新世以降は各海盆とも遠洋性ないし半遠洋性堆積物の堆積の場となりましたが、陸域からの距離に応じて、その厚さは変わります。

文献
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  2. 藤岡換太郎・西村　昭・小山真人（1991）, 伊豆・小笠原弧とフィリピン海. 地学雑誌, Vol.100, No.4, p.455-457.
  3. 藤岡換太郎・田中武男・青池　寛（1995）, 伊豆・小笠原,マ リアナ前弧の蛇紋岩海山―潜水調査船による観察と陸上蛇紋岩帯との関連―. 地学雑誌, Vol.104, No.3, p.473-494.
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  5. 樋口　雄・柳本　裕・神田慶太（2015）, 大東海嶺群海域海盆の形成・堆積史―北大東海盆，奄美三角海盆，南大東海盆の比較―. 地学雑誌, Vol.124, No.5, p.829-845.
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  8. 石塚　治・小原泰彦・湯浅真人（2015）, フィリピン海の海盆形成とマグマティズム. 地学雑誌, Vol.124, No.5, p.773-786.
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  10. 中村　衛・兼城昇司（2000）, 地震分布から求めた南西諸島における沈み込んだフィリ ピン海プレートの形状. 琉球大学理学部紀要, No.70, p.73-82.
  11. 小原泰彦・吉田　剛・加藤幸弘・春日　茂（2001）, パレスベラ海盆の特異な地形. 水路部研究報告, No.37, p.9-18.
  12. 小原泰彦・加藤幸弘・吉田　剛・西村　昭（2015）, 大陸棚調査が明らかにした日本南方海域海底の地球科学的特徴. 地学雑誌, Vol.124, No.5, p.687-709.
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  18. 佐藤任弘（1984）, フィリピン海プレート北縁の海底地形と地質構造. 第四紀研究, Vol.23, No.2, p.71-76.
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参考サイト：


＜参考＞　海底地形図の簡易作成法

　いろいろな方法があります。ネットにも懇切な解説がたくさん載っています。以下はQGISを活用する簡便法です。本格的にやるのでしたら、GMTなどなどを体系的に勉強してください。東大大海研の海底地形図作成講座が参考になります。もちろん投影法など地図学の基本も一通りは知っておいてください。
QGIS
  1. 先ずQGIS、GMT、AWK(GAWK)をインストールしておきます。
  2. パソコン内に専用フォルダを作り、そこにバッチファイル GMTstart.bat をエディタで作成して入れておきます。中味は bash の1語だけです。
  3. 日本海洋データセンターJODCあるいはUCSD Scripps InstitutionなどからDEMデータをダウンロードします。
  4. JODCはzip圧縮のファイルです。解凍後、仮に depth_data.txt とリネームしてください。UCSDは get_data.cgi と自動的にファイル名が付きます。
  5. JODCのメッシュデータは種別（0か1）・緯度・経度・水深（プラス表記）の順で並んでいます。
  6. UCSDのデータは経度・緯度・標高（海域はマイナス表記）の順です。これが国際標準の書式ですから、後述の整形手順は不要です。ただし、陸域のデータも含まれることに留意が必要です。
  7. この時ダウンロードしたデータの最北端の緯度を仮にn、最南端の緯度をs、最西端の経度をw、最東端の経度をeとします。
  8. 次に、バッチファイルをダブルクリックしてコマンドプロンプトを使えるようにします。
  9. 最初にGMTで扱えるようにデータを整形します（UCSDは不要）。コマンドプロンプトで次のように打ち込み、実行します。xxx は任意。
    • JODCの場合→awk '{print $3,$2,-$4}' depth_data.txt > xxx.txt
  10. 次にGISで扱うラスターデータに変換します。次のように打ち込み、実行します。
    • JODCの場合→ surface xxx.txt -Gxxx.grd -I1m -Rw/e/s/n -T0.2
    • UCSDの場合→ surface get_data.cgi -Gxxx.grd -I1m -Rw/e/s/n -T0.2
  11. QGISを起動し、ラスターデータとして xxx.grd を読み込みます。
  12. ラスター→抽出→等高線を選び、等高線間隔を指定すると、等高線が描画されます。
  13. このレイヤー「等高線」を右クリックして、「エクスポート」→「地物の保存」を選び、形式を指定するとシェープファイルやkmlファイルなどを得ることができます。

海底地形図作成参考サイト：

初出日：2018/05/21
更新日：2020/04/15