Subject   : プレートテクトニクス(plate tectonics)

カテゴリー  : 学びの館 > 地学・天文 


 プレートテクトニクス(plate tectonics)
プレート理論ともいい、1960年代後半以降に発展した地球科学の学説。地球の表面が何枚かの固い岩板(プレートと呼ぶ)で構成されており、このプレートが対流するマントルに乗って互いに動いていると説明される。 地殻とマントルの最上層を合わせてプレート(リソスフェア、岩石圏)と呼ばれる。プレートは大きく見ると十数枚に分けることができるが、それぞれのプレートは対流していると推定されるアセノスフェアの上に乗った状態になっており、アセノスフェアの対流によって、それぞれ固有の方向へ年に数cmの速さで動かされることになる。この結果、プレートどうしがぶつかり合うことになり、さまざまな変動を起こしている。
プレートの運動は、隣接するプレートの相対運動を次々と求めることで、地球上の任意の2プレート間の相対運動を記述することができる。近年では、準星の観測を応用したVLBIと呼ばれる方法やGPSによって、プレートの絶対運動も理解され始めている。

局地的なプレート運動は平面上の幾何学でも十分に説明しうる。3つのプレートが集合する点(トリプルジャンクション)は、それらを形成するプレート境界の種類(発散型・収束型・トランスフォーム型)によって16種類に分類されるが、いずれも初等幾何学でその安定性や移動速度・方向を完全に記述することができる。

● 発散型境界
マントルの上昇部に相当し、太平洋東部や大西洋中央を南北に走る境界線に相当する。この境界部は毎年数cmずつ左右に拡大している。開いた割れ目には地下から玄武岩質マグマが供給され新しく地殻が作られている。この部分は海洋底からかなり盛り上がっており、(中央)海嶺と呼ばれている。

● 収束型境界
沈み込み型と衝突型に大きく分けられる。

東北日本の東の海中では、約1億年前に太平洋東部で生まれた太平洋プレート(比重の大きい海洋プレート)が東北日本を載せた北アメリカプレート(比重の小さい大陸プレート)に衝突している。重い太平洋プレートは軽い北アメリカプレートにぶつかって、斜め下 40〜50°の角度で沈み込んでいる。プレートが衝突して沈み込む部分は海溝となり、衝突した岩盤が互いに動くことで地震が発生する。 太平洋プレートに衝突され押された北アメリカプレートは、圧縮応力を受けてひび割れたくさんの断層が発生し、北上山地などが生まれた。また、海嶺で作られて以来、長い時間をかけて海の底を移動してきたプレートには、チャート、石灰岩、砂岩、泥岩といった多くの堆積物が載っているため、プレートが沈み込む際に陸側のプレートに張り付く現象が起こることがある。これを付加と言い、そうしてできたものを付加体と呼ぶ。日本列島もこのようにしてできた部分が多い。

衝突型の代表はヒマラヤです。他にも ニュージーランド(南島)や台湾が挙げられる。これらは世界で最も速く成長している山地であり、台湾の隆起速度は海岸線でも年間5mmを超える。 日高山脈や丹沢山地が衝突型造山帯である。特に丹沢山地は伊豆半島の衝突によって出来たものであり、この衝突過程は現在も進行中である。 ヨーロッパアルプス、アパラチア山脈、ウラル山脈なども過去の大規模な大陸衝突の跡です。

● トランスフォーム型境界
すれ違う境界同士の間では、明瞭な横ずれ断層(トランスフォーム断層)が形成される。アメリカ西部のサンアンドレアス断層やトルコの北アナトリア断層などが有名で、非常に活発に活動している。 サンアンドレアス断層は大陸上にあるが、一連の海嶺の列(大西洋中央海嶺や東太平洋海嶺など)の間で個々の海嶺と海嶺をつなぐものが多数を占める。 理論上は、2プレート間の相対運動軸を通る大円に直交し、海嶺とも直交する。


 ⇒ 地球の内部構造

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