盆地に場所や条件による違いがあるのは、低地をつくる地殻変動の種類、火山活動の有無、周囲から運ばれる土砂量、水が外へ流れ出せるか、気候や地下水条件などが地域ごとに異なるからです。 同じ「山に囲まれた低い土地」に見えても、断層運動でできた盆地、火山活動が関わる盆地、乾燥地域の閉鎖盆地では、地形の形、堆積物、湖や湿地の有無、地下水の分布まで大きく変わります。
盆地の違いを理解するときは、「なぜ低くなったのか」だけでなく、その後どのように埋められたか、水がどこへ流れるか、現在も地盤が動いているかを比べることが重要です。
盆地の違いを見るときに重要な5つの条件
場所ごとの盆地の違いは、主に次の5つの条件で整理できます。
- 断層・褶曲・地殻変動の種類
- 火山活動が関わっているか
- 周囲の山地から供給される土砂の量と粒径
- 河川が盆地の外へ流れ出せるか
- 気候・地下水・蒸発量などの水文条件
国土地理院は、地殻変動によって形成された盆地を構造盆地とし、断層盆地、断層角盆地、地溝、曲降盆地などを含めています。つまり「盆地」という共通した見た目の中にも、地殻がどのように変形したかによる違いがあります。
断層でできる盆地にも違いがあるのはなぜか
断層運動で地盤の一部が周囲より相対的に低くなると、構造盆地ができます。ただし、断層の向きや動き方によって盆地の形は異なります。
地殻が引っ張られる地域では、正断層によって地塊が落ち込み、両側を断層で囲まれた地溝ができることがあります。USGSが解説する米国のBasin and Range地域では、地殻伸張によって正断層が発達し、低下した地塊が盆地、高く残った地塊が山地となっています。
一方、日本の内陸盆地では、圧縮場で逆断層が活動し、山地と盆地の境界が形成されている例があります。新庄盆地の研究では、逆断層運動によって山地と盆地が分化しながら、盆地全体の隆起と開析も進んできたことが示されています。
つまり、盆地は「沈んだ場所」とだけ考えると不十分です。地域によっては盆地をつくった後も地盤が持ち上がり、内部に丘陵や段丘が発達することがあります。
盆地の形が左右非対称になることがあるのはなぜか
断層盆地では、盆地の中央が必ず最も深いとは限りません。
USGSのBasin and Range地域では、断層によってできた地溝が谷の中央からずれているため、非対称な盆地が多いとされています。盆地の片側で断層変位が大きければ、山地との境界が急になり、反対側は緩やかな斜面になることがあります。
そのため、地図上で盆地の縁が一方だけ直線的だったり、扇状地が片側で特に大きく発達したりする場合があります。
盆地の平面形を見るときは、「楕円形かどうか」だけでなく、山地との境界がどこで急に切り替わるかを見ると、断層運動との関係を考えやすくなります。
盆地の深さや堆積物の厚さが場所ごとに違うのはなぜか
盆地が形成されると、低い場所へ周囲の山地から砂・礫・泥が運ばれます。しかし、どれだけ深く沈んだか、どれだけ長く土砂が供給されたかによって、盆地を埋める堆積物の厚さは変わります。
USGSによるBasin and Range地域の解説では、多くの盆地に厚い盆地埋積物が分布し、その厚さや粒径は地域によって大きく異なります。山地に近い盆地縁では粗い砂礫が多く、中央部では細かなシルトや粘土がたまりやすい傾向があります。
この違いは、盆地の地下水にも影響します。砂礫層は比較的水を通しやすく、細粒の泥層は水を通しにくいため、盆地の縁と中央で地下水の動きや帯水層の性質が違うことがあります。
つまり、同じ盆地の中でも「周辺部」と「中央部」で地下の地質条件はかなり異なる場合があります。
周囲の山地の高さや地質で盆地の違いは生まれるのか
盆地を埋める土砂は、周囲の山地から供給されます。そのため、山地の高さ、岩石の種類、侵食の強さによって盆地内の堆積物も変わります。
急峻で崩壊が多い山地に囲まれていれば、谷口から大量の砂礫が供給され、盆地縁に大きな扇状地が発達しやすくなります。反対に、侵食が弱く土砂供給が少ない地域では、扇状地の発達が限定的になることがあります。
また、硬い岩石が多い山地と、風化しやすい岩石が多い山地では、川が運ぶ土砂の量や粒の大きさも異なります。
そのため、盆地の地形は盆地内部だけで決まるのではなく、周囲の山地を含む流域全体の条件を反映しています。
火山地域の盆地は何が違うのか
盆地の中には、断層運動だけでなく火山活動が大きく関わるものがあります。
大規模な噴火で地下のマグマが大量に放出されると、地表が陥没してカルデラが形成されます。カルデラ内部が湖や平坦な低地となり、盆地状の景観になることがあります。
また、断層運動で生じた低地に火山活動が重なる場合もあります。鳴子盆地を対象とした研究では、盆地の形成を地殻運動と火成活動の組み合わせによる「火山構造性陥没地」として説明しています。
火山地域では、火砕流や火山灰、溶岩が盆地内部を埋めたり、河川をせき止めたりするため、一般的な断層盆地とは異なる堆積環境が生まれます。
したがって、円形や楕円形の盆地状地形を見ただけで「断層で沈んだ盆地」と判断することはできません。
水が外へ流れる盆地と流れない盆地では何が違うのか
盆地の違いを考えるうえで、水の出口があるかどうかは非常に重要です。
日本の多くの盆地では、盆地内を流れる河川が峡谷などを通って外へ流れ出します。この場合、盆地へ運ばれた土砂の一部も下流へ運び出されます。
一方、乾燥地域には外へ流れ出す河川を持たない閉鎖盆地があります。USGSは、グレートベースンの終端湖が、表流水の流出口を持たない内陸流域に位置すると説明しています。
閉鎖盆地では、水は蒸発や地下への浸透によって失われます。乾燥が強い地域では湖が縮小し、塩類が濃縮された塩湖や、乾燥した湖底であるプラヤが発達することがあります。
つまり、河川の出口があるかどうかによって、盆地の水環境、堆積物、塩分条件まで大きく変わります。
湿潤地域と乾燥地域の盆地はどう違うのか
気候は、盆地へ入る水の量と、外へ失われる水の量を左右します。
日本のような湿潤地域では降水量が比較的多く、盆地内に恒常的な河川が発達しやすくなります。河川が盆地外へ流出すれば、湖があっても長期的には排水される場合があります。
一方、乾燥・半乾燥地域では降水量が少なく蒸発量が大きいため、閉鎖盆地の最低部に一時的な湖やプラヤが発達しやすくなります。USGSはBasin and Range地域について、乾燥・半乾燥気候と内陸排水が広く見られ、多くの閉鎖盆地にプラヤや乾燥湖床が分布するとしています。
同じ盆地でも、湿潤地域では河川と扇状地・氾濫原が目立ち、乾燥地域では塩湖やプラヤが目立つという違いが生まれます。
盆地に湖がある場所とない場所の違いは何か
盆地中央に湖が残るかどうかは、盆地の出口の高さ、河川による侵食、土砂の堆積、水収支などによって決まります。
盆地の出口が高く、水が外へ排出されにくければ湖が形成されやすくなります。反対に、流出河川が出口を深く侵食すると、湖水位が低下し、旧湖底が平野として残ることがあります。
さらに、火山噴出物や地すべりによって河川がせき止められると、一時的または長期的に湖が形成されることもあります。
そのため、現在湖がない盆地でも、地下に湖成の泥層が残っていれば、過去に湖が存在したことがわかる場合があります。
盆地の中に丘陵や段丘があるのはなぜか
「盆地」と聞くと、中央全体が低く平らだと思われがちですが、内部に丘陵や段丘が発達することがあります。
新庄盆地の研究では、逆断層運動によって山地と盆地が分化する一方、盆地全体も隆起して河川による開析を受け、その結果として盆地内部に丘陵が発達したとされています。
また、盆地内の河川が河床を下刻すると、古い平坦面が河岸段丘として残ります。
このため、盆地の現在の地形は「沈降して土砂がたまる段階」だけでなく、その後の隆起や侵食まで含めた長い変化の結果です。
現在も地殻変動が続く盆地と安定した盆地では何が違うのか
活断層の活動が続く盆地では、地形も現在進行形で変化しています。
東北日本の山地・盆地を調べた研究では、山地と盆地の明瞭な境界が活断層の活動によって形成され、長期間にわたる地殻変動が現在の配置をつくったとされています。
断層運動が継続すれば、盆地縁の段丘面が変位したり、河川勾配が変わったり、新たな堆積空間が生まれたりすることがあります。
一方、地殻変動が比較的弱い時期には、侵食と堆積によって盆地底が平坦化し、地形の変化が穏やかになることがあります。
盆地を比較するときは、現在の標高だけでなく、活断層や段丘面の変位などから「今も変化している盆地か」を見ることが重要です。
地下水が豊富な盆地とそうでない盆地の違いは何か
盆地では、周囲の山地で地中へ浸透した水が低い盆地側へ移動します。そのため、地下に砂礫層が厚く発達している場所では、良好な帯水層が形成されることがあります。
USGSは、Basin and Range地域の主要な地下水帯水層が、山地に囲まれた盆地を埋める砂礫などの堆積物に分布すると説明しています。ただし、中央部に細粒の粘土層が厚い盆地では、水の通りやすさが低くなる場合があります。
断層も地下水に影響します。割れ目が水の通路になることもあれば、粘土化した断層帯が地下水の流れを妨げることもあります。
したがって、盆地の地下水量は「盆地だから多い」と一律には決まらず、堆積物の種類、地下構造、降水量などによって変わります。
盆地の違いは土地利用や防災にどう関係するのか
盆地底は平坦で、農地や市街地として利用しやすい一方、盆地内の場所によって災害特性が異なります。
山麓の扇状地では、豪雨時に土石流や急な洪水の影響を受けることがあります。盆地中央の低地では洪水や内水氾濫が起こりやすい場所があり、旧河道や湖成堆積物が厚い地域では地盤条件も異なります。
また、活断層が盆地縁を通る地域では、地震による地表変位や強い揺れも考える必要があります。
ただし、「盆地だから危険」と一律には判断できません。盆地内の扇状地、段丘、旧河道、低地などを分け、ハザードマップと地形分類図を合わせて確認することが重要です。
地図から盆地の違いを読み取るポイント
盆地を比較するときは、中央の平地だけでなく、周囲との境界や水系を見ると違いを読み取りやすくなります。
- 盆地縁が直線的なら、断層との関係を確認する
- 山麓に扇状地がどの程度発達しているかを見る
- 盆地中央に湖・湿地・旧湖底があるか確認する
- 河川が盆地外へ流れ出す出口があるかを見る
- 河岸段丘や丘陵があれば、形成後の隆起・侵食を考える
- 火山地域ではカルデラや火山噴出物との関係を調べる
地理院地図の陰影起伏図、活断層図、地形分類図、地質図などを組み合わせると、同じ盆地でも成因や発達史が異なることを読み取りやすくなります。
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まとめ
地形の盆地に場所や条件による違いがあるのは、地殻変動、火山活動、土砂供給、水の出口、気候、地下構造などの条件が地域ごとに異なるからです。
- 断層の種類や変位の仕方によって、盆地の形や深さが変わる
- 火山活動が関わる盆地では、カルデラや火山噴出物が地形発達に影響する
- 周囲の山地からの土砂供給量によって、扇状地や盆地埋積層の発達が変わる
- 水の出口がない閉鎖盆地では、塩湖やプラヤが形成されることがある
- 形成後の隆起・侵食によって、盆地内部に段丘や丘陵が発達する場合もある
盆地を見るときは、「どうやって低地ができたのか」「何で埋められたのか」「水はどこへ出るのか」「今も地盤が動いているか」を比べると、場所ごとの違いを理解しやすくなります。
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