日本沈没時代

最終更新 2023.04.20

　日本海ができた後、関東から東北地方の広い範囲は大部分が海に沈んでいました。火山活動も引き続き活発で、多くの海底火山が活動していたと考えられています。

多島海だった東日本

　東北日本弧の広い範囲で水没していた証拠は、各地の海成層として残されています。奥羽山地の中軸部にもこの時代の海成層が分布しており、岩手県一戸では多数の貝化石が産出することで知られています。

　特に大きく沈んだのが現在の長野県から山梨県、新潟県にまたがる地域で、フォッサマグナ (大きな溝という意味) と呼ばれています。この地域を埋める堆積物の厚さは、実に6000 mを超えるといわれています。

珪藻土とチャート

　この時期 (1500～800万年前頃) の地層には、深海堆積物が多く見られます。代表的なのが珪藻質泥岩です。多島海であまり大きな陸地がない環境では、遠くまで土砂を運ぶ巨大河川も発達しません。こんなときに海に堆積するのは、主にプランクトンの死骸です。およそ1600万年以降、日本各地に珪藻質泥岩が形成されています。不純物が少なく、ほどよい固さのものは、「珪藻土」と呼ばれて採掘されることもあります。一方、熱や圧密を受けると、珪質泥岩、硬質頁岩、珪質頁岩、チャートなどと呼ばれる緻密で固い岩石になります (続成作用)。珪藻質泥岩の続成作用については、下記のリンク先を参照してください。

珪藻質泥岩の産状の例。深海で珪藻が静かにたまってできる経緯から、均質で粒度のそろった石になります。しかし、風化にはあまり強くなく、写真のように細かく砕ける性質があります (スレーキング)。［画像クリックで拡大］
出典：産総研地質調査総合センター、絵で見る地球科学「珪質シルト岩」

　でも、プランクトンは何も珪藻だけではないはずです。実際、珪藻質泥岩や珪藻土には放散虫の化石も産出します。しかし、一緒に生息していたはずの有孔虫の化石は含まれません。その理由は、海の深さにあります。浅い海では海水は炭酸塩 (一般には炭酸カルシウム) に飽和していますが、深くなると飽和しておらず、有孔虫の殻のような炭酸カルシウムは深い海では時間とともに溶けてしまうのです。一方、珪藻や放散虫の殻をつくる珪酸は深い海でも溶けることなく残ります。つまり、この時代の海はとても深かった (深さ数1000 m) ことが分かります。

石油資源

　深い海に堆積した珪藻質泥岩のもうひとつ重要な役割は、石油です。珪藻は生物ですので、溶けずに残る殻のほかに、有機物も大量に積もることになります。これらは長い年月の間に濃集・熟成し、やがて原油となるのです。珪藻質泥岩の多い秋田・山形・新潟県には、かつて多数の油田が開発されました。現在でもまだ未発見の埋蔵油田があると考えられており、調査が続けられいます。

隆起の始まり

　その後、東日本は長いこと海に覆われていました。やがて隆起が始まり、多島海の時代も終わりを迎えます。内陸側から次第に陸の範囲が広くなるとともに、地層にも陸上の火山岩類が多く残されるようになります。東北地方の日本海側から新潟県、能登半島には海の堆積岩も残っていますが、堆積岩の種類も珪藻質泥岩から砂質のシルト岩や砂岩に変わっていきます。この岩相変化の原因も、浅海化の影響とともに陸の範囲が広がることと標高が高くなることによる砕屑物の供給量増大を示していると言え、全体として次第に現在の日本列島の形に近づいていったことがうかがえます。遅くまで海の底だった房総半島も、300万年前以降に隆起速度を速め、陸化した現在でも隆起の傾向を維持しています。

秋田県内に広く分布する天徳寺層という600万年前頃の地層。浅い海に堆積したシルト岩や細粒の砂岩からできています。隆起の過程でできたと思われる正断層が見られます。［画像クリックで拡大］
出典：産総研地質調査総合センター、絵で見る地球科学「正断層」

勝浦海中公園の前にある海食崖に見られる泥岩。およそ500万～450万年前に堆積したと考えられています。黒い地層は火山噴火により海中にもたらされたスコリア層で、隆起に伴ってできたと考えられているいくつもの小さな断層でずれているのが観察できます。［画像クリックで拡大］

火成活動

　広域的に水没した日本で、火成活動は続いていました。火山は海底に噴火しても山をなしますので、そこだけ水深が浅くなったり、場合によっては水面から顔を出したり、すなわち島になっていたこともあるようです。そのような火山の地層の周囲には浅海の貝化石が産出することがあります。一方、能登半島や秋田では珪藻質泥岩を覆ったり、その中に貫入したりしている火山岩もあり、こちらは深い海の底で噴火を起こしていたようです。すなわち、全体としては起伏に富んだ海底であったことを伺わせます。

越前海岸にある鉾島に露出している流紋岩。1200万年前頃に、周囲に水のある環境下で活動した火山の岩石です。岩体の中心付近に相当するとみられ、見事な柱状節理が発達しています。［画像クリックで拡大］
出典：産総研地質調査総合センター、絵で見る地球科学「流紋岩の柱状節理」