大陸は、1年にどれくらい動いているの？
― ハワイは、爪がのびる速さで日本へ近づいています
大陸や海の底は、何枚もの巨大な岩の板に乗って、いまも動いています。その速さは1年に数センチ。あなたの爪がのびる速さと、ほとんど同じです。遅すぎて一生では気づけませんが、止まらずに続けると、海の向こうまで届きます。
世界地図を眺めていて、南アメリカの東の出っぱりと、アフリカの西のへこみが、パズルのように合いそうだと気づいたことはありませんか。
実際に、2つの大陸はむかし1つにつながっていました。それが少しずつ離れて、あいだに大西洋ができたと考えられています。
では、大陸はいまも動いているのでしょうか。動いているなら、なぜ私たちは何も感じないのでしょうか。
動いているのに気づかない理由は、2つだけ
大陸を乗せた板（プレート）は、1年に2〜10センチほど動きます。爪は1年に4センチほどのびます。毎日見ていても、爪がのびる瞬間に気づかないのと同じです。
家も山も道路も、あなたといっしょに動きます。近くに「動かない目印」がないので、比べようがありません。測れたのは、宇宙の遠くを目印にできるようになってからです。
ところが、この「ほんのわずか」は止まりません。何百万年、何千万年と積み重なると、海をまたぐほどの距離になります。順に見ていきましょう。
爪と同じ速さ。でも、休まない
地球の表面は、十数枚の大きな岩の板でおおわれています。これをプレートと呼びます。板の厚さは数十から100キロほどとされ、その下のやわらかい層の上をゆっくりすべっています。
図1は、1年にどれだけ進むかを、身近な「のびるもの」と並べたものです。日本の東の海の底をつくる太平洋プレートは、1年におよそ8センチ動いているとされます。大西洋は、1年に2.5センチほどずつ広がっています。爪は1か月におよそ3.5ミリのびるという測定があり、1年に直すと約4センチです。
1年に8センチなら、80年生きても6.4メートルです。人の一生では、教室の端から端にも届きません。気づかないのも無理はありません。
1年8センチを、何千万年つづけると？
ハワイの島々は、太平洋プレートの上に乗っています。このプレートはおおまかに日本の方向へ動いているので、ハワイは毎年少しずつ日本へ近づいています。東京とハワイのあいだは、およそ6200キロです。
図2のつまみを動かして、時間を進めてみてください。1万年たっても、ハワイは0.8キロしか動きません。ところが数千万年たつと、太平洋の大半を渡ってしまいます。単純に割り算すると、6200キロを進むのに約7750万年かかります。
同じ計算は、大西洋にも使えます。北大西洋の幅をおよそ5000キロ、広がる速さを1年2.5センチとすると、開くのにかかった時間は約2億年になります。大陸が1つにまとまっていた時代（パンゲア）が割れ始めたのは、およそ2億年前とされています。速さ×時間という単純な計算が、地層や化石から分かる年代とほぼ合うのです。
見えない動きを、どうやって測ったの？
大陸が動くという考えは、1912年にドイツのウェゲナーが発表しました。しかし「何が大陸を動かすのか」を説明できず、長く受け入れられませんでした。1960年代に海の底の岩の調査が進み、海の底が少しずつ広がっていることが分かって、ようやく認められました。
動きを直接測れたのは、1980年代以降です。何十億光年も先の天体から届く電波を、離れた2つのアンテナで受けると、アンテナどうしの距離が数ミリの細かさで分かります。遠すぎて動かない天体を目印にしたのです。いまは人工衛星の電波を使う方法も広まりました。日本には国土地理院の電子基準点が約1300か所あり、日本列島が毎日どちらへ何ミリずれたかを記録し続けています。
ハワイの島々は、地下の熱い場所の真上で生まれ、プレートに乗って北西へ運ばれていきます。そのため、いま噴火しているハワイ島がいちばん新しく、北西のカウアイ島は約500万年前にできたとされます。2つの島はおよそ500キロ離れています。500キロを500万年で割ると、1年に約10センチ。島の並びそのものが、プレートの速さを記録した物差しになっています。
太平洋プレートは、日本の東の海溝で日本列島の下へもぐりこんでいます。そのため東日本の多くの電子基準点は、ふだん1年に数センチずつ西へ押されていると報告されています。日本は、2つの板がぶつかる最前線に乗っているのです。
まとめ
大陸や海の底は、1年に2〜10センチほど、爪がのびるくらいの速さで動いています。一生では数メートルにしかなりません。それでも止まらずに続くので、数千万年で海を渡り、2億年で大西洋をつくりました。
大地は、遅いのではなく、休まないのです。
爪の速さでも、2億年あれば海ができます。
海の底に残る記録については地球のN極とS極が入れかわる話、山の上の貝の化石については山にある貝の化石の記事もどうぞ。
- 人差し指の爪の根もと近くに、油性ペンで細い線を1本引きます（消えたら同じ位置に引き直します）。
- 1か月後、線が根もとからどれだけ離れたかを定規で測ります。3〜4ミリほどのはずです。
- その長さを12倍して、1年分にします。それが、だいたい大地が1年に動く長さです。爪を切った長さを1年分ためると、その量の実感がわきます。
爪ののびる速さは、年齢や季節、指によっても少し変わるとされます。左右の手や、足の爪とも比べてみてください。
もっと知りたい人へ ― 用語・数式・教科書とのつながり中学理科から大学の専門科目まで、どのレベルの話かを明示しています
- 中学中学校の理科で習う範囲
- 高校高校の「地学基礎・地学」で習う範囲
- 高校＋高校の発展、または教科書のコラム扱いの内容
- 大学高校では習わない、大学の専門科目（地球物理学・測地学）の内容
- 研究大学でも「定説」として教わらない、いま研究者が調べている最中の話
中学用語：この現象には名前があります
- プレート：地球の表面をおおう、厚さ数十〜100キロほどの岩の板。十数枚に分かれています。
- 海溝：一方のプレートが、もう一方の下へもぐりこむ深い溝。日本の東や南の海にあります。
- 海嶺（かいれい）：海の底の山脈で、プレートが左右に分かれて生まれる場所。大西洋の真ん中を南北に走っています。
中学高校式で確かめる：ハワイは何年で日本に届くか
プレートの速さはほぼ一定とみなせるので、進む距離は「速さ×時間」で求まります。逆に、距離を速さで割れば、かかる時間が出ます。
| 記号で書くと | d ＝ v × t （だから t ＝ d ÷ v） |
| 言葉で書くと | 進む距離 ＝ 1年に進む長さ × 年数 |
| どこから来る式か | 速さが変わらない動き（等速の運動）の関係です。プレートは何百万年もほぼ同じ向き・同じ速さで動き続けるので、この式で見積もれます。 |
| d | 進む距離（キロ） |
| v | 速さ（1年に約8センチ。ここでは1万年あたりのキロに直す） |
| t | かかる時間（万年） |
| 太平洋プレートの速さ | 1年に約8センチ |
| 東京とハワイの距離 | 約6200キロ |
| 北大西洋の幅と、広がる速さ | 約5000キロ、1年に約2.5センチ |
| 1万年で進む長さ（センチ） | 8 × 10000 ＝ 80000 |
| キロに直す（1キロは10万センチ） | 80000 ÷ 100000 ＝ 0.8 |
| ハワイが届くまで（万年） | 6200 ÷ 0.8 ＝ 7750 |
| 人の一生（80年）で進む長さ（センチ） | 8 × 80 ＝ 640 |
| 大西洋：1万年で広がる長さ（キロ） | 0.8 ÷ 3.2 ＝ 0.25 |
| 大西洋が開くまで（万年） | 5000 ÷ 0.25 ＝ 20000 |
ハワイは約7750万年、つまり約8000万年で日本に届く計算です。一生では6.4メートル。大西洋は20000万年＝約2億年で開いた計算になり、大陸が割れ始めた時期の推定とほぼ合います（2.5センチは8センチの3.2分の1なので、0.8キロを3.2で割っています）。
高校高校＋海の底が「テープレコーダー」になっている
高校地学基礎では、プレートテクトニクスとして習います。海嶺で生まれた岩は冷えるときに、その時代の地球の磁石の向きを記録します。地球の磁石は何十万年かごとに入れかわるため、海嶺の両側には、しま模様の記録が左右対称に並びます。しまの幅と年代を比べると、海の底が広がる速さが分かります（海洋底拡大説）。
高校＋ハワイのように、プレートの下の動かない熱源（ホットスポット）の上で島ができると、島の並びがプレートの動いた向きと速さを示します。ハワイから北へ続く天皇海山列は、途中で向きが折れ曲がっており、太平洋プレートが動く向きを途中で変えた証拠とされています。遠い天体の電波で距離を測る方法は、超長基線電波干渉法（ブイエルビーアイ）と呼ばれます。
大学球の上の板の動き：オイラー極と、板を動かす力
球面の上の板の動きは、地球の中心を通るある軸のまわりの回転として表せます。この軸が地表と交わる点をオイラー極と呼びます。同じ板の上でも、オイラー極から90度離れた場所ほど速く、極の近くでは遅くなります。板を動かす力としては、海溝で沈む冷たく重い板が残りを引っぱる「スラブ引っぱり力」が最も大きいと考えられています。海嶺で板を押す力や、マントル対流による引きずりも加わります。各プレートの回転の速さは、海の底のしま模様や地形から求めた地質学的なモデル（MORVEL など）にまとめられています。
📖 式の導出や、さらに先の内容：プレートテクトニクス（ウィキペディア） ／ 大陸移動説（ウィキペディア）
研究まだはっきりとはわかっていないこと
- プレートの動きは、いつ始まったのか。 40億年前ごろから始まっていたという説と、もっとずっと後だという説があり、決着していません。
- なぜ地球にだけあるのか。 金星や火星には、地球のようなプレートの動きは見られません。水の有無や内部の熱の違いが候補に挙がっていますが、理由ははっきりしていません。
- 板を動かす力の割合。 引っぱる力・押す力・下からの引きずりが、それぞれどれだけ効いているかは、プレートごとにまだ議論があります。
つまりこの記事の内容も、「いまわかっている範囲での説明」です。とくに何千万年も先の予想は、速さと向きが変わらないと仮定した単純な見積もりです。
教科書とのつながり（レベル別）
| レベル | 科目・単元 | この記事のどこ |
|---|---|---|
| 中学 | 理科「大地の変化」、数学「速さ・時間・距離」 | プレート・海溝の用語、速さ×時間の計算 |
| 高校 | 地学基礎「プレートテクトニクス」 | 海の底のしま模様、海洋底拡大説 |
| 高校＋ | 地学「ホットスポット」「宇宙測地」 | ハワイの島の年代、天体の電波による測量 |
| 大学 | 地球物理学・測地学 | オイラー極、スラブ引っぱり力 |
| 研究 | 地球の進化・比較惑星学 | プレート運動の始まり、他の惑星との違い |
| ― | 生活とのつながり | 地図の位置情報（測量の基準）が、数年ごとに直される理由 |
- DeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F. (2010) Geologically current plate motions. Geophysical Journal International
- Yaemsiri, S., Hou, N., Slining, M. M., He, K. (2010) Growth rate of human fingernails and toenails in healthy American young adults. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology
- 国土地理院「電子基準点・GNSS連続観測システム（GEONET）」の解説資料
- 国立天文台 編『理科年表』丸善出版（地学部：プレート運動）
- ウェゲナー 著『大陸と海洋の起源』（都城秋穂・紫藤文子 訳）岩波文庫
※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。プレートの速さは場所や測り方によって異なり、将来の位置の予想は速さと向きが一定と仮定した単純な見積もりです。