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授業ガイド・ワークシートLESSON GUIDE · WORKSHEET

沈み込み帯アニメーションSubduction Zone Animation

地学基礎 · 地学単元: プレートの運動と沈み込み帯Subduction Zone Animation 目安 20分about 20 min
ねらいGoal：海嶺でできた海洋プレートが海溝で大陸プレートの下に沈み込み、沈み込んだプレートに沿って震源が分布し、プレートが深さ100 km余りに達した真上に火山（火山弧）ができるため、火山は海溝から陸側に離れて並ぶことを理解する。Students understand that an oceanic plate formed at a mid-ocean ridge sinks beneath a continental plate at a trench, that earthquake foci lie along the sinking plate, and that volcanoes (a volcanic arc) form above where the plate reaches a depth of a little over 100 km, so they line up some distance inland from the trench.
▶ シミュレーションを開く▶ Open the simulation

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

  1. 日本列島の火山は、日本海溝のすぐ真上にあると思いますか。それとも海溝から離れた場所にあると思いますか。Do you think the volcanoes of Japan are located right above the Japan Trench, or some distance away from it?💡 マグマができるには、沈み込んだプレートがある程度の深さまで達する必要があります。For magma to form, the sinking plate has to reach a certain depth.
  2. プレートがより急な角度で沈み込むと、火山の位置は海溝に近づくと思いますか、遠ざかると思いますか。If the plate sinks at a steeper angle, do you think the volcanoes will be closer to the trench or farther from it?💡 傾きの違う坂を下りて、同じ深さに着くまでに進む横の距離を考えてみましょう。Imagine walking down slopes of different steepness: how far do you travel sideways before reaching the same depth?

2動かしてみようTry it

  1. 最初の設定（プレート速度 5 cm/年、沈み込み角 35°）で再生し、海嶺から海溝へ向かって海洋プレート（青）の縞模様が動き、海溝で同じ厚さのまま大陸プレート（茶）の下へ沈み込んでいく様子を観察する。Play with the starting settings (Plate speed 5 cm/yr, Dip angle 35°) and watch the stripes of the oceanic plate (blue) move from the mid-ocean ridge toward the trench and sink under the continental plate (brown) at the trench, keeping the same thickness.
  2. 「■ 一時停止」で止め、赤点の震源がどこに分布しているか、また「火山弧」「マグマだまり」「脱水→部分融解」のラベルの位置を、右端の深さ目盛りと合わせて確認する。Stop with "■ Pause" and look at where the red earthquake foci are located, and where the "Volcanic arc", "Magma chamber" and "Water → melting" labels are, using the depth scale on the right edge.
  3. 「沈み込み角」スライダーを 20°、35°、60° に動かし、画面下の「火山弧は海溝から ○ km」の値とスラブ・震源の並び方の変化を記録する。Move the "Dip angle" slider to 20°, 35° and 60°, and record the value in "Volcanic arc ○ km from trench" at the bottom of the canvas, along with how the slab and the earthquake foci change.
  4. 沈み込み角を 35° に戻し、「↺ リセット」を押してから「プレート速度」を 1 cm/年 と 10 cm/年 にしてそれぞれ数秒再生し、縞模様の動く速さと「沈み込み量」の増え方を比べる。Return the dip angle to 35°, press "↺ Reset", then set "Plate speed" to 1 cm/yr and to 10 cm/yr, playing a few seconds each time, and compare how fast the stripes move and how quickly "Subducted" increases.

3確かめようCheck

  1. 震源（赤点）はどのように分布していますか。How are the earthquake foci (red dots) distributed?→ 海溝付近の浅いところに多く、そこから沈み込むプレート（スラブ）に沿って大陸側に向かうほど深くなるように並ぶ。深さ数百 km（目盛りで 600〜700 km 付近）まで分布するが、深いほどまばらになる。They are most numerous at shallow depths near the trench, and from there they follow the sinking plate (slab), getting deeper toward the continent. They reach depths of several hundred kilometers (around 600–700 km on the scale), becoming sparser as depth increases.
  2. 火山弧はどこにできていますか。海溝の真上ですか。Where does the volcanic arc form? Is it directly above the trench?→ 海溝の真上ではなく、海溝から陸側に離れた位置（沈み込み角 35° で約 139 km）にできる。沈み込んだプレートの上面が深さ 100〜150 km に達したあたりの真上にあたる。Not above the trench, but some distance inland from it (about 139 km at a dip angle of 35°). It lies above the place where the top of the sinking plate reaches a depth of about 100–150 km.
  3. 沈み込み角を 20°、35°、60° にすると、火山弧と海溝の距離はそれぞれ何 km になりましたか。At dip angles of 20°, 35° and 60°, how far was the volcanic arc from the trench?→ 20° で約 247 km、35° で約 139 km、60° で約 98 km。沈み込みが急なほど火山弧は海溝に近づき、震源の並びも急な傾きになる。About 247 km at 20°, about 139 km at 35°, and about 98 km at 60°. The steeper the subduction, the closer the arc is to the trench, and the line of earthquake foci also becomes steeper.
  4. プレート速度を 1 cm/年 と 10 cm/年 にしたとき、同じ経過時間での沈み込み量はどう違いましたか。With Plate speed at 1 cm/yr and at 10 cm/yr, how did the amount subducted in the same elapsed time compare?→ 10 cm/年 では縞模様が速く動き、沈み込み量は 1 cm/年 の10倍になる（例：約303万年で約30 km と約303 km）。経過時間の進み方は変わらない。At 10 cm/yr the stripes move faster, and the amount subducted is ten times that at 1 cm/yr (for example, about 30 km versus about 303 km after about 3.0 million years). The elapsed time advances at the same rate in both cases.

4考えようThink further

  1. 沈み込み角が急になると火山弧が海溝に近づくのはなぜですか。Why does the volcanic arc move closer to the trench when the dip angle becomes steeper?→ マグマはプレート上面が深さ約 100〜150 km に達した場所でできる。急な角度で沈むプレートは、短い水平距離でその深さに達するので、真上にある火山弧は海溝に近くなる。Magma forms where the top of the plate reaches a depth of about 100–150 km. A steeply sinking plate reaches that depth within a shorter horizontal distance, so the arc above it is closer to the trench.
  2. 東北地方の地下では、震源の深さが太平洋側から日本海側に向かって深くなっていきます。このシミュレーションを使って説明しなさい。Beneath the Tohoku region of Japan, earthquake foci get deeper from the Pacific side toward the Sea of Japan side. Explain this using the simulation.→ 太平洋プレートが日本海溝から西へ、斜めに沈み込んでいるため。震源は沈み込むプレートに沿って起こるので、海溝（太平洋側）から離れるほど深くなる。The Pacific Plate sinks westward at an angle from the Japan Trench. Earthquakes occur along the sinking plate, so the farther from the trench (the Pacific side), the deeper they are.

よくある誤解Common misconceptions

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)

海洋プレートoceanic plate大陸プレートcontinental plate海溝trench沈み込み帯subduction zone火山弧（火山前線）volcanic arc (volcanic front)深発地震面（和達・ベニオフ帯）Wadati–Benioff zone

先生へFor teachers

断面は模式図で、海の深さや地表の起伏は見やすくするため縦に強調されています。スラブは海溝付近で曲がった後は一定角度のまま 700 km まで伸びる単純な形で、火山弧はスラブ上面の深さ約 125 km の真上に置かれています。「プレート速度」はスラブの動く速さと沈み込み量に反映されますが、時間経過の進み方（1秒で約100万年）は変わりません。The cross-section is schematic; ocean depth and surface relief are vertically exaggerated for visibility. After bending at the trench, the slab is drawn as a straight plate at a fixed angle down to 700 km, and the volcanic arc is placed above the point where the slab top is about 125 km deep. "Plate speed" changes how fast the slab moves and how much is subducted, but the time readout always advances at the same rate (about 1 million years per second).