断層の上盤は、現在の地表が高い側という意味ではありません。斜めの断層面を挟んで、その面の上側にある岩盤を上盤、下側にある岩盤を下盤と呼びます。先に断層面の傾きを読み、それから岩盤どうしの相対的な動きを確かめます。
正断層は、上盤が下盤に対してずり下がった断層です。逆断層は、上盤が下盤に対してのし上がった断層です。上盤の「上」は位置の名前、上がった・下がったは動きの説明です。この二つの「上」を混ぜると、図を左右反転しただけで分からなくなります。
斜めの面の上に乗っている側を探す
断面図に斜めの線が描かれていたら、その線が断層面を表すことを確認します。地表の斜面や地層の境界を、断層面と取り違えないことが最初です。図の凡例や、地層がずれて切れている位置をたどります。
たとえば、線が左上から右下へ傾く断面では、線の右上側にあるブロックが上盤になります。線が反対向きに傾けば、紙面上で上盤になる側も反対です。「右が上盤」と丸暗記する方法では、別の向きの図に対応できません。
上盤がずり下がれば、地表の高さは低くなる場合があります。低い場所にあるのに上盤という名前になるのは矛盾ではありません。名前の基準が、地表の標高ではなく断層面だからです。
同じ目印の層を、両側で比べる
地層のずれを読むときは、断層の両側にある同じ目印を対応させます。片方の砂の層と、もう片方の別の砂の層を結び付けると、ずれの大きさを誤ります。厚さや特徴、ほかの層との順番を合わせて確かめます。
地表は、断層運動の後に侵食されたり堆積物でおおわれたりします。そのため、今の地表の段差だけで、過去のずれの全部が分かるとは限りません。目印の層の位置の差と、地形の高さの差を区別しましょう。
ずれの符号を決めると、上下の言い換えに迷わない
上下に動く二つの岩盤を比べる計算では、上向きをプラス、下向きをマイナスと約束すると整理できます。基準点に対する上盤の移動から、同じ基準点に対する下盤の移動を引けば、下盤から見た上盤の上下の変化になります。小学生の解答では、数直線に二つの到着位置を描いて差を数えてもかまいません。
たとえば上盤が2m下がり、下盤が5m下がった模型なら、両方とも下向きです。しかし最終的には上盤の方が3m高い位置に残ります。下盤に対して上盤は3m上がった関係です。『下がったという言葉があるから正断層』と選ぶのでなく、どちらを基準にした動きかを確かめます。これは上下の相対変化を学ぶ模型で、実際の断層運動全体を二つの数値だけで再現するものではありません。
解答には『上盤が3m上』とだけ書くより、『初めの高さが等しい条件で、下盤に対して3m上』と書くと比較が伝わります。初めから高さが違った場合は、その差も必要です。移動量の差と、現在見えている地表の高さの差を取り違えないようにします。
例題1：上盤が低い位置へ動いた
左上から右下へ傾く断層面がある断面を考えます。右側のブロックは断層面の上側にあり、同じ目印の層が、左側より4m低い位置にあります。初めは目印の層が水平につながっていて、ずれた後に地層の傾きや侵食の影響がない模型とします。この断層は正断層ですか、逆断層ですか。
答え・解説：正断層です。右側が上盤で、その上盤が下盤に対して下がっています。地表が高いか低いかを先に見るのではなく、断層面、上盤、相対的な移動の順に判断します。
ここで読める4mは、目印の鉛直方向の位置の差です。岩盤は斜めの面に沿って移動しているため、面に沿った移動距離そのものが4mとは限りません。縦の差と斜めの道のりも別の量です。
例題2：両側が動いた場合の差
同じ基準点に対して、上盤側の目印が初めより1m上がり、下盤側の目印が3m上がりました。初めの両目印の高さは等しかったとします。上盤は下盤に対して何m、どちらへ動いたことになりますか。
答え・解説：上盤は下盤に対して2m下がったことになります。最終的な高さの差は1−3＝−2mです。どちらも基準点に対して上がっていても、下盤の方が3mと大きく上がったため、上盤は相対的に低くなります。
この例の相対的な縦ずれは正断層の向きです。「上盤が一度でも上がったなら逆断層」とは判断しません。何に対する移動かを確認する必要があります。エレベーターが二台とも上がっていても、一方から見れば他方が下へ離れていく場面に似ています。
横から見た図だけで、すべての動きが分かるか
断層には横方向のずれもあり、実際には縦と横の成分を合わせ持つ場合があります。一枚の断面図で見える縦のずれだけから、横方向の動きまでゼロだと決めることはできません。模型の問題なら、どの方向の動きを無視すると書かれているかを読みます。
また、一つの断層の図から、次の地震の日付を計算することはできません。この記事で扱うのは、地層の位置と移動の向きの読み取りです。観察図から答えられる問いと、別の調査が必要な問いを区別しておきます。
地層の順番の変形はしゅう曲と地層の上下、離れた場所の同じ層の見分け方は火山灰層の目印へつながります。
断面の紙を左右反転したときも、正断層が逆断層に変わるわけではありません。断層面の傾きと上盤の紙面上の位置は反転しますが、上盤が下盤より下へずれたという関係は保たれます。答えを覚えてしまった図は、裏から透かして見るつもりで反転させ、同じ名前へたどり着けるかを確認すると、基準を理解できたかが分かります。