プレート テクトニクスの歴史と原理について学ぶ

(ゲッティ イメージズからのグラフィック)

プレート テクトニクスは、今日世界中で見られる地形の特徴を形成している地球のリソスフェアの動きを説明しようとする科学理論です。定義上、地質学用語で「プレート」という言葉は、固い岩の大きなスラブを意味します。 「テクトニクス」は、ギリシャ語の「構築する」という語根の一部であり、これらの用語を合わせて、移動するプレートによって地球の表面がどのように構築されるかを定義します。

プレート テクトニクスの理論自体によれば、地球のリソスフェアは個々のプレートで構成されており、それらのプレートは 12 個を超える大小の固い岩片に分解されています。これらの断片化されたプレートは、地球の上に隣り合って乗っています。 より流動的な下部マントル 何百万年にもわたって地球の景観を形作ってきたさまざまなタイプのプレート境界を作成します。

大陸移​​動説

プレート テクトニクスは、気象学者によって 20 世紀初頭に最初に開発された理論から生まれました。 アルフレッド・ウェゲナー . 1912 年、ウェゲナーは南アメリカの東海岸とアフリカの西海岸の海岸線がジグソー パズルのようにぴったり合っているように見えることに気付きました。

地球をさらに調べたところ、地球のすべての大陸が何らかの形で結合していることが明らかになり、ウェゲナーは、すべての大陸が一度に単一の超大陸に接続されていたという考えを提案しました。 不思議 .彼は、約 3 億年前に大陸が徐々に離れ始めたと信じていました。これが大陸移動として知られるようになった彼の理論でした。

ウェゲナーの最初の理論の主な問題は、大陸がどのように互いに離れて移動したかについて確信が持てなかったことでした。大陸移​​動のメカニズムを発見するための研究を通じて、ウェゲナーはパンゲアの最初の理論を支持する化石の証拠に出くわしました。さらに、大陸移動が世界の山脈の形成にどのように作用したかについてのアイデアを思いつきました。ウェゲナーは、地球の大陸の前縁が移動する際に互いに衝突し、陸地が集まって山脈を形成したと主張しました。彼はインドがアジア大陸に進出してヒマラヤ山脈を形成した例を挙げました。

最終的に、ウェゲナーは、大陸移動のメカニズムとして、地球の自転と赤道に向かう遠心力を引用するアイデアを思いつきました。彼は、パンゲアは南極で始まり、地球の自転によって最終的に分裂し、大陸が赤道に向かって移動したと述べました。この考えは科学界によって拒否され、彼の大陸移動説も却下されました。

熱対流の理論

1929 年、英国の地質学者であるアーサー ホームズは、地球の大陸の動きを説明するために熱対流の理論を導入しました。彼は、物質が加熱されるとその密度が減少し、十分に冷えて再び沈むまで上昇すると言いました.ホームズによれば、大陸を移動させたのは、地球のマントルのこの加熱と冷却のサイクルでした。このアイデアは、当時ほとんど注目されませんでした。

1960 年代までに、科学者がマッピングを通じて海底の理解を深め、その中央海嶺を発見し、その年代についてより多くのことを知るにつれて、ホームズのアイデアはより信頼できるものになり始めました。 1961 年と 1962 年に、科学者は、地球の大陸の動きとプレート テクトニクスを説明するために、マントル対流によって引き起こされる海底拡大のプロセスを提案しました。

今日のプレートテクトニクスの原理

今日の科学者は、構造プレートの構成、その動きの原動力、およびそれらが互いに相互作用する方法について、よりよく理解しています。構造プレート自体は、周囲のリソスフェアとは別に移動する地球のリソスフェアの剛体セグメントとして定義されます。

地球の構造プレートの動きには、主に 3 つの原動力があります。それらは、マントル対流、重力、そして地球の自転です。

マントル対流

マントル対流は、構造プレート運動の最も広く研究されている方法であり、1929 年にホームズによって開発された理論と非常によく似ています。地球の上部マントルには、溶融物質の大きな対流があります。これらの流れが地球のアセノスフェア (リソスフェアの下にある地球の下部マントルの流体部分) にエネルギーを伝達すると、新しいリソスフェアの物質が地球の地殻に向かって押し上げられます。この証拠は、新しい陸地が海嶺を通って押し上げられる中央海嶺で示され、古い陸地が海嶺から離れて移動し、構造プレートが移動します。

重力と地球の自転

重力は、地球の構造プレートの動きの二次的な原動力です。中央海嶺では、周囲の海底よりも標高が高くなります。地球内の対流が新しいリソスフェア物質を上昇させ、海嶺から遠ざけると、重力によって古い物質が海底に向かって沈み、プレートの動きを助けます。地球の自転は、地球のプレートの動きの最終的なメカニズムですが、マントルの対流や重力に比べれば小さいものです。

プレート境界の形成

地球の構造プレートが移動すると、それらはさまざまな方法で相互作用し、さまざまなタイプのプレート境界を形成します。発散境界は、プレートが互いに離れて移動し、新しい地殻が作成される場所です。中央海嶺は、発散境界の一例です。収束境界は、プレートが互いに衝突し、一方のプレートが他方の下に沈み込む原因となる場所です。トランスフォーム境界はプレート境界の最終的なタイプであり、これらの場所では、新しい地殻は作成されず、破壊されません。代わりに、プレートは互いに水平にスライドします。境界の種類に関係なく、地球の構造プレートの動きは、今日世界中で見られるさまざまな景観の特徴の形成に不可欠です。

7 つの主要な構造プレート (北アメリカ、南アメリカ、ユーラシア、アフリカ、インド オーストラリア、太平洋、南極大陸) と、米国ワシントン州近くのフアン デ フカ プレートなどの多くの小さなマイクロ プレートがあります。

プレート テクトニクスの詳細については、USGS の Web サイトをご覧ください。 このダイナミックな地球: プレート テクトニクスの物語 .