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大陸移動説 | プレート・テクトニクス | その他 |
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リンク⇒こちら| プレート・テクトニクス| |
ウェゲナー| 大陸移動説| |
地殻とプレート| プレート境界| 日本周辺のプレート| アフリカ大地溝帯| |
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プレート・テクトニクス(Plate Tectonics)とは、地球表層(リソスフェア、Lithosphere)は100〜150キロメートル程度の厚さの比較的硬い岩盤(Rigid Bedrock)からなり、それが大きいもので十数枚に分かれており、水平運動(Lateral Movement)を行う過程で、それらの境界部(Boundary)において地球内部からの熱(Heat)と物質(Substance)が地表へ放出されるために起こる様々な地質現象(Geologic Phenomenon)を説明するモデル(Model)である。1910年代のウェゲナー(Alfred Wegener)による大陸移動説(Continental
Drift)が発展した形で、1960年代後半頃に世界的に確立され、日本でも1980年代頃に導入された。硬い岩盤はマントル最上層部(Uppermost Part of Mantle)と地殻(Crust)とからなり、プレート(Plate)と呼ばれる。これはリソスフェア(Lithosphere)とも呼ばれる。また、テクトニクス(Tectonics、変動構造地質学)とは構造運動のことである。地球科学分野で最大のモデルである。 このモデルにより、地震(Earthquake)や火山活動(Volcanic Activity)などが理論的に説明できるようになった。 |
| ウェゲナー |
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Alfred Lothar Wegener (1880-1930), the originator of the theory of continental drift. (Photograph courtesy of the Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven, Germany.) |
| 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 | |
| 大陸移動説 |
![]() According to the continental drift theory, the supercontinent Pangaea began to break up about 225-200 million years ago, eventually fragmenting into the continents as we know them today. 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 |
![]() As noted by Snider-Pellegrini and Wegener, the locations of certain fossil plants and animals on present-day, widely separated continents would form definite patterns (shown by the bands of colors), if the continents are rejoined. 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 |
| プレート・テクトニクス |
※ドイツの気象学者のアルフレッド・ウェゲナー(A.Wegener、1880-1930)は、1910年代に大陸移動説(Continental Drift)を提唱して、『大陸および海洋の起源』(The
Origin of Continents and Oceans)という書を著した。彼は、@地殻表面の頻度曲線が2つのピークを示すため、陸と海は異なる物質からなり、高度も元々違っていたこと;Aアイソスタシー(Isostasy)の原理から、地殻は水平方向にも動くことができること;B大西洋を挟む大陸間で、地質構造などが連続すること;C海を渡れない生物が、現在は海で隔てられた諸大陸に化石として分布すること;D南半球の大陸およびインドなどにペルム紀〜石炭紀(約3億年前)の氷河堆積物が存在すること、などから大陸はかって1つの超大陸〔Supercontinent:彼はパンゲア(Pangaea)と命名した〕を形成していたことを理論化して示した。1920年代には、賛否両論の大論争となった。氷河(Glacier)の分布や造山(Orogeny)運動の成因(山脈のでき方)などを明確に説明することができたが、大陸移動の原動力(Driving
Force)については説明できなかった(彼は、離極力と潮汐力を挙げたが、これらの力で大陸が動くことは信じられなかった)。やがて1930年代になって論争は大陸移動説の敗北で終止符を打つ。その敗因は、主に@ウェゲナー自身の死(グリーンランドでの気象観測中の事故死と言われる);A原動力に対する説明に欠けること;B地球は固いという当時の地球観に反したこと、などである。アーサー・ホームズ(A.Holmes)によるマントル対流説(Mantle
Convection)も提唱されていたが、大陸移動説とは結び付けられなかった。
1939〜1945年に第二次世界大戦が起こり、軍事関連以外のあらゆる学問分野の研究は一時停止した。従って、地球科学分野の研究が本格的に再開されたのも1950年代になってからである。戦争中に、軍事目的として潜水艦の航行上の必要性から、世界の海洋の海底地形測量が行われていたが、戦後は、海洋学(Oceanography)全般の研究が大きく進展した。海底地形測量の他に海底堆積物や基盤岩についての研究も行われたが、特にそこに記録された地磁気の結果は特筆すべきものであった。つまり、海底地磁気には縞模様が見られ、これは過去の地球磁場が繰り返して反転してきたことを示すことが判った。過去の地磁気についての学問は古地磁気学(Paleomagnetism)というが、古地磁気学の進歩は著しかった。岩石残留磁気と生成年代(放射年代法による)から、過去の地球磁場を復元できる。この方法は陸上についても適用され、過去の地球の極移動の復元などが行われた。これらの復元において、過去に大陸が移動したことや海底が拡大したことを仮定しなければ説明できないことが判明した。海底地形の研究の進歩から、その凸地形である海嶺や、凹地形である海溝などは知られていたが、これらの成因も関連付けて説明されることになった。
やがて、1960年代には、かって葬り去られた大陸移動説は、海洋底拡大説(Seafloor
Spreading)として生まれ代わることになる。これによって、海洋底が若いことや、海嶺と海溝の成因や、大陸の成長などが説明できるようになった。さらに、球体である地球の表層に存在するプレートは球殻状であるが、その動きを幾何学的に説明するモデル〔オイラー(Euler)の原理による〕も提出され、現実のプレートの運動を説明できることが明らかになった。そして、1968年頃に、プレートテクトニクス(Plate Tectonics)という名称が世界的に使用されるようになった。これは、硬いプレート(大きいもので10数枚:厚さは100〜150キロメートル程度)が水平運動を行い、その弱部であるプレート境界において地下からの熱や物質が引き起こす地質現象を主に説明するモデルであり、大陸移動説−海洋底拡大説の後継モデルとして完成されたものである。特に地震と火山活動の成因を説明できることが重要である。日本では、1980年代頃に研究者によって使われ出した。プレートテクトニクスは現在の地球科学分野における最大のモデルである。
![]() プレート運動 〔文部科学省地震調査研究推進本部の『地震の基礎知識』の中の『地震発生のメカニズムを探る』から〕 |
![]() Gaba(2006)による『Tectonic plates boundaries detailed-en.svg』から |
![]() Globale Altersverteilung des Meeresbodens (Mussett und Khan 2000) 〔University of BremenのPetrology of the Oceanic Crustの中の『Vorlesung "Geochemie und Plattentektonik I" (A. Klugel): Abbildungen und erganzendes Material』から〕 |
![]() 〔John C. Lahr氏によるHow to Build a Model Illustrating Sea-Floor Spreading and Subductionから〕 海洋底の生成年代。時代が若い海底は海嶺側に分布する。海洋地殻は海嶺で誕生し、海溝(沈み込み帯)でマントルへ沈み込んでいく、ことで説明される。 |
![]() 〔J. TARNEY氏によるPlate Tectonics: Geological Aspectsから〕 |
![]() The center part of the figure -- representing the deep ocean floor with the sea magically removed -- shows the magnetic striping (see text) mapped by oceanographic surveys offshore of the Pacific Northwest. Thin black lines show transform faults (discussed later) that offset the striping. 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 |
![]() An observed magnetic profile (blue) for the ocean floor across the East Pacific Rise is matched quite well by a calculated profile (red) based on the Earth's magnetic reversals for the past 4 million years and an assumed constant rate of movement of ocean floor away from a hypothetical spreading center (bottom). The remarkable similarity of these two profiles provided one of the clinching arguments in support of the seafloor spreading hypothesis. 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 |
![]() 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 15枚のプレート。プレートテクトニクスは、これらのプレートが水平運動を行うことによって起こる地質現象を説明するモデルである。地球内部の熱と物質は、とくにプレートの境界部に沿って地表へ流出するため、火山活動や地震の発生もこれらの境界部に多い。 |
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(km2) |
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| 1 | Pacific(太平洋プレート) | 103,280,000 |
| 2 | North American(北アメリカプレート) | 75,888,000 |
| 3 | Eurasian(ユーラシアプレート) | 67,811,000 |
| 4 | African(アフリカプレート) | 61,334,000 |
| 5 | Antarctic(南極プレート) | 60,916,000 |
| Indo-Australian(インド・オーストラリアプレート) | ||
| 6 | Australian | 47,152,000 |
| 7 | South American(南アメリカプレート) | 43,617,000 |
| 8 | Somali | 16,667,000 |
| 9 | Nazca(ナスカプレート) | 15,630,000 |
| 10 | Indian(インドプレート) | 11,920,000 |
| 11 | Philippine(フィリピン海プレート) | 5,447,000 |
| 12 | Arabian(アラビアプレート) | 5,010,900 |
| 13 | Caribbean(カリブプレート) | 3,319,000 |
| 14 | Cocos(ココスプレート) | 2,860,000 |
| 15 | Caroline microplate(カロライナプレート) | 1,720,000 |
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Scotia |
1,651,000 |
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Fiji microplates | 1,144,000 |
| 18 | Burma microplate(ビルマプレート) | 1,110,000 |
| 19 | Tonga microplate(トンガプレート) | 962,000 |
| 20 | Mariana microplate | 364,000 |
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Bismark microplate(North Bismarck/South Bismarck)(北ビスマルクプレート/南ビスマルクプレート) |
286,000 |
| 22 | Solomon microplate(ソロモン海プレート) | 254,000 |
| 23 | Juan de Fuca(ファンデフカプレート) | 252,000 |
| 24 | South Sandwich microplate | 166,000 |
| 25 | Easter microplate(イースタープレート) | 133,000 |
| 26 | Juan Fernandez microplate | 96,000 |
| 27 | Rivera microplate | 73,000 |
| 28 | Gorda microplate | 69,600 |
| 29 | Explorer microplate | 18,400 |
| 30 | Galapagos microplate | 12,000 |
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W. K. Brown・K. H. Wohletzの両氏によるSFT
and the Earth's Tectonic Platesから。 リンクはフリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』。 |
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![]() 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 |
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![]() ![]() Cartoon cross sections showing the meeting of these two plates before and after their collision. The reference points (small squares) show the amount of uplift of an imaginary point in the Earth's crust during this mountain-building process. |
![]() The collision between the Indian and Eurasian plates has pushed up the Himalayas and the Tibetan Plateau. ![]() The 6,000-km-plus journey of the India landmass (Indian Plate) before its collision with Asia (Eurasian Plate) about 40 to 50 million years ago (see text). India was once situated well south of the Equator, near the continent of Australia. |
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〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 ヒマラヤ山脈(Himalayas)は、インド・オーストラリアプレート(Indo-Australian Plate)とユーラシアプレート(Eurasian Plate)の2つの大陸プレートの衝突によって、それらの間の海底堆積物などが隆起して形成された。主要部の形成時期は約5000万年前頃からである。これは、造山運動(Orogeny)の典型例であり、同様のメカニズムでアルプス山脈(Alps)なども形成された。 |
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![]() World map showing the locations of selected prominent hotspots; those labelled are mentioned in the text. (Modified from the map This Dynamic Planet.) 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 |
![]() Map of part of the Pacific basin showing the volcanic trail of the Hawaiian hotspot-- 6,000-km-long Hawaiian Ridge-Emperor Seamounts chain. (Base map reprinted by permission from World Ocean Floor by Bruce C. Heezen and Marie Tharp, Copyright 1977.) 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 |
![]() Artist's conception of the movement of the Pacific Plate over the fixed Hawaiian "Hot Spot," illustrating the formation of the Hawaiian Ridge-Emperor Seamount Chain. (Modified from a drawing provided by Maurice Krafft, Centre de Volcanologie, France). ![]() J. Tuzo Wilson's original diagram (slightly modified), published in 1963, to show his proposed origin of the Hawaiian Islands. (Reproduced with permission of the Canadian Journal of Physics.) |
| 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 | |
![]() 〔Rosanna L. Hamilton氏によるEarth's Interior & Plate Tectonicsから〕 黄色線はプレート境界を示す。 |
| 地殻とプレート |
![]() Figure 10h-2: Structure of the Earth's crust and top most layer of the upper mantle. The lithosphere consists of the oceanic crust, continental crust, and uppermost mantle. Beneath the lithosphere is the asthenosphere. This layer, which is also part of the upper mantle, extends to a depth of about 200 kilometers. Sedimentary deposits are commonly found at the boundaries between the continental and oceanic crust. 〔Michael Pidwirny氏によるPhysicalGeography.netの『FUNDAMENTALS OF PHYSICAL GEOGRAPHY』の『CHAPTER 10: Introduction to the Lithosphere』の中の『(h). Structure of the Earth』から〕 地殻(crust:海洋地殻と大陸地殻)+マントル(Mantle)最上部=リソスフェア(Lithosphere:プレート)。プレートの厚さは100〜150kmで、剛板(硬い板)のように振舞う。アセノスフェア(Asthenosphere)は軟らかく(温度が高く、一部溶融しているらしい)、その上をプレートが滑るように水平移動する。 |
![]() How Thick Is the Earth's Crust? This contour map of the thickness of the Earth's crust was developed from the CRUST 5.1 model. The contour interval is 10 km; we also include the 45 km contour for greater detail on the continents. 〔USGSによるEarthquake Hazardsの中の『The Earth's Crust』から〕 大陸地殻の厚さは30〜40kmだが、70kmを越すところもある。一方、海洋地殻は10km以下。 |
| 大陸 | 海洋 | ||||
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30km ↓ |
(6km/s) |
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(7km/s) |
7km ↓ |
(プレート) |
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(7km/s) |
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(8km/s) |
↑ 80km ↓ |
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↑ 120km ↓ |
(8km/s) |
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(7.8km/s) |
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(7.8km/s) |
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![]() earth structure - The compositional and mechanical layers of the earth. 〔Visionlearning, Inc.によるViosionlearningの中の『Earth Structure』から〕 左側は化学的性質の違いにより、右側は物理的性質の違いにより分けられている。つまり、地殻+マントル最上部=リソスフェア(プレート)。 |
| プレート境界 |
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離れあう (発散、Divergent) |
海嶺(Ridge) | 海洋地殻−海洋地殻 | 大洋の中央部の海底大活火山脈。 |
| リフト(Rift) | 大陸地殻−大陸地殻 | 東アフリカの大地溝帯など。 | |
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ぶつかりあう (収束、Convergent ) |
沈み込み帯(Subduction Zone) | 海洋地殻−大陸地殻 | 日本列島など。 |
| 造山帯(Orogenic Belt) | 大陸地殻−大陸地殻 | ヒマラヤ山脈など。 | |
| すれ違う | トランスフォーム断層(Transform Fault) | (主に、海洋地殻−海洋地殻) | 主に、逆断層。 |
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・プレート境界は、力学的弱部にあたるため、地下のエネルギー(熱)と物質(マグマなど)が地表に放出されやすい。従って、地震や火山活動が活発であり、地質学的に顕著な現象が起こっている。とくに、発散境界と収束境界で大規模な活動が発生している。 ・プレート境界以外で火山活動などが活発な場所は、ホットスポットと呼ばれることがあるが、プレートを貫いてマントルからのプルームが地表に達している場所である。ハワイ諸島が代表的な例である。 ・アイスランド島は、大西洋中央海嶺が地表に現れている場所であり、カーテン状噴火が特徴的である。 |
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![]() プレートの動きと境界 〔文部科学省地震調査研究推進本部の『地震の基礎知識』の中の『地震発生のメカニズムを探る』から〕 プレート境界は次の3種:
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![]() A cross section illustrating the main types of plate boundaries. Illustration by Jose F. Vigil from This Dynamic Planet -- a wall map produced jointly by the U.S. Geological Survey, the Smithsonian Institution, and the U.S. Naval Research Laboratory. 〔USGSのIndex of pubs.usgs.gov/gip/の『Earthquakes』の『Where Earthquakes Occur』から〕 プレート境界は、1)発散(divergent)、2)収束(convergent)、3)すれ違い〔transform;トランスフォーム断層(Transform fault)〕の3つ。発散が起こっている場所の例は海嶺(ridge)とリフト(rift)、収束の例は海溝(trench)〔あるいはもっと広く沈み込み帯(subducting zone)〕。ホットスポット(Hotspot)は、マントル(Mantle)の深い部分からプレートを貫いてプルームが上昇する場所〔例えば、ハワイ島(Hawaii (island))〕。 |
| LIP(Large Igneous Province:巨大火成岩岩石区) |
![]() Figure 1. Distribution of Mesozoic-Cenozoic large igneous provinces (LIPs) with silicic LIPs in italics. NAIP, North Atlantic Igneous Province; CAMP, Central Atlantic Magmatic Province; Rajm. Rajmahal basalts; TVZ, Taupo Volcanic Zone; NW Aust, Northwest Australian oceanic plateaux; Cuvier, Roo Rise, Scott, Wallaby and Naturaliste. Figure from Bryan et al. (2002a) and modified from Coffin & Eldholm (1994). 〔Vic Camp氏(Department of Geological Sciences, San Diego State University)によるHow Volcanoes Workの『Silicic LIPs』から〕 |
![]() Large Igneous Provinces of the Circum-Pacific region (in red) emplaced since 250 Ma. From cover of Mahoney, J.J. and M.F. Coffin (eds.), Large Igneous Provinces: Continental, oceanic, and planetary flood volcanism. Amer. Geophys. Union Geophys. Mon. 100: 438 p., 1997. |
| 日本周辺のプレート |
![]() Map of the Amurian Plate and the adjacent tectonic plates (in French) Wikipediaの『Amurian Plate』から |
![]() Gaba(2006)による『Tectonic plates boundaries detailed-en.svg』(部分)から |
![]() 図1 1498年以来の歴史地震の震央分布(さらに細かな期間別に色分けしてある).○の大きさはマグニチュード.大丸:≧M8,中丸:M7〜8,小丸:M6〜7. 小山(1995)による『歴史記録からみたアムールプレート周縁変動帯における地殻活動の時間変化』から |
| アフリア大地溝帯 |
![]() 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 東アフリカ・リフト帯(アフリカ大地溝帯)(East African Rift Zone、Great Rift Valley)は大陸分裂の初期過程で生じた沈降陥没帯。 |