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地球内部 & プレートテクトニクス
Copyright © 1995-2009 by Rosanna L. Hamilton.All rights reserved. A theory is a tool – not the creed.The theory is a tool. -J. J. Thomson |
地球内部
子供が未開封のプレゼントを揺らしてその内容を発見しようと試みるように、人間は地球の音と振動を聞いてその中身を発見しようと試みなければなりません。 Seismosはギリシャ語で衝撃を意味し、地震、揺れ、激しく動くなどの意味がある。 地震学は、地震、隕石の衝突、爆発などの人工的な手段によって発生する振動を研究する学問であり、地球における地震学は、このような振動を研究する学問である。 このような場合、地震計を使用して、地球内および地上の実際の動きや振動を測定し、記録します。
科学者は、地震運動を4種類の診断波に分類し、1秒間に3～15キロメートル（1.9～9.4マイル）の速度で移動させます。 このうち2つの波は、うねりながら地球の表面を移動します。 残りの2つは、一次波（P）または圧縮波と二次波（S）またはせん断波で、地球の内部を貫通します。 第一波は、音波と同様に、通過する物質（岩石または液体）を圧縮・膨張させます。また、第二波は、S波の2倍の速さで移動する能力があります。 P波もS波も、異なる物理的性質の層が接する地点で屈折したり反射したりします。 また、高温の物質中を進むと速度が低下します。
(Adapted from, Beatty, 1990.).
地球内部の区分
（Beatty, 1990より引用）
地震波の不連続性により、地球を内核、外核、D”、下部マントル、移行領域、上部マントル、地殻（海洋および大陸）に区分することができる。）
- 内核：地球質量の1.7％、深さ5150～6370km
内核はマントルに付着していない固体で、溶けた外核に浮かんでいる。 そのため、温度や圧力が下がると、ほとんどの液体が圧力で凍結し、固まったと考えられています。 - 外核：地球質量の30.8％、深さ2890～5150km
外核は高温で電気を通す液体で、その中で対流が起きている。 この導電層は地球の自転と結合して力学的効果を生み出し、地球の磁場として知られる電流系を維持する。 また、地球の自転を微妙に揺らしているのもこの層である。 この層は、純粋な溶けた鉄ほど密度が高くないので、軽い元素が含まれていることがわかる。 硫黄や酸素は宇宙空間に豊富に存在し、溶けた鉄に溶けやすいため、この層の約10％は硫黄や酸素でできていると考えられている。 - D”: 地球の質量の3％、深さ2700～2890キロメートル
この層は厚さ200～300キロメートルで、マントル・クラストの質量の約4％を占める。 この層は下部マントルの一部として認識されることが多いが、地震波の不連続性から、その上にある下部マントルとは化学的に異なる可能性が指摘されている。 D “層は、コアに溶解した物質か、あるいはマントルを通って沈むことができたが、その密度のためにコアには入らなかったというのが科学者たちの理論である。 - 下部マントル。 地球の質量の49.2％、深さ650～2,890キロメートル
下部マントルはマントル-地殻質量の72.9％を含み、主にケイ素、マグネシウム、酸素で構成されていると思われる。 また、鉄、カルシウム、アルミニウムも多少含まれていると思われる。 地球が太陽や始原隕石に見られるような宇宙元素の存在量と割合を持つと仮定して、科学者はこの推論を行う。 - 移行領域：地球質量の7.5％、深さ400～650km
移行領域または中間圏（マントル中層）は肥沃層と呼ばれ、マントル・クラストの11.1％を含み、玄武岩質マグマの源である。 また、カルシウム、アルミニウム、アルミニウムを含む複合珪酸塩鉱物であるガーネットも含んでいる。 この層は、ガーネットのため、冷たい状態では密度が高い。 これらの鉱物は容易に溶けて玄武岩となり、マグマとして上層を上昇することができるため、高温時には浮遊している。 - 上部マントル。 地球の質量の10.3％、深さ10～400km
上部マントルはマントル・地殻の15.3％を占める。 山地帯の侵食や火山噴火により、その断片が掘り起こされ、観測されている。 このように発見された主な鉱物は、カンラン石（Mg,Fe）2SiO4と輝石（Mg,Fe）SiO3である。 これらの鉱物は高温で結晶化するため、多くは上昇するマグマから排出され、新しい地殻を形成するか、マントルから出ることはない。 アステノスフィアと呼ばれる上部マントルの一部は、部分的に溶融している可能性がある。 - 海洋地殻：地球質量の0.099％、深さ0～10km
海洋地殻はマントル地殻の0.147％を占める。 地殻の大部分は火山活動によって作られた。 ハワイやアイスランドは玄武岩の山が堆積した例である。 - 大陸地殻：地球質量の0.374％、深さ0～50キロメートル
大陸地殻は、地殻質量の0.554％を含む。 これは地球の外側の部分で、基本的に結晶質の岩石で構成されています。 地殻（海洋地殻と大陸地殻）は地球の表面であり、地球で最も冷たい部分である。
岩石圏 & プレートテクトニクス
海洋岩石圏
地殻と上部マントルからなる地球の最外層で硬い層を岩石圏という。 新しい海洋岩石圏は火山活動によって形成され、地球を一周する割れ目である中大洋縁の亀裂の形で形成される。 この新しい岩石圏が下から現れると、内部から熱が逃げ出す。 この新しい岩石層は徐々に冷却され、収縮して海嶺から離れ、海底を移動して沈み込み帯に移動する、海底拡散と呼ばれるプロセスをとる。 やがて、古い岩石圏は厚くなり、やがて下のマントルより密度が高くなると、急角度で地球の中に沈み込み、内部が冷却される。 沈み込みは、100km以下のマントルを冷却する主な方法である。 3567>大陸岩石圏大陸岩石圏は厚さ約150kmで、低密度の地殻と上部マントルがあり、永久に浮遊している。大陸はマントルの対流系に沿って横方向に流れ、高温マントル帯から低温マントル帯に向かって流れている。 現在、アフリカを除くほとんどの大陸は、マントルの冷たい部分に位置するか、その方向に移動している。 パンゲア形成の数億年前、アフリカ、南アメリカ、オーストラリア、南極大陸、インドといった南の大陸は、ゴンドワナと呼ばれる大陸にまとまっていた。
プレートテクトニクス
地殻プレート境界
（提供 NGDC）
プレートテクトニクスには、岩盤プレートの形成、横移動、相互作用、および破壊が含まれます。 この過程で地球内部の熱の多くが放出され、その結果、地球の大きな構造物や地形の多くが形成されます。 プレートが破壊されると、マントルから海底にマグマが上昇し、新しい地殻が形成され、海洋嶺が分離する。プレートが衝突し、破壊されると、沈み込み帯で深い海溝、火山の列、大規模な変形断層、広範な線形隆起、折り重なった山地帯ができる。 現在、地球の岩石圏は8つの大きなプレートと、その上を1年に5〜10cmの割合で漂う約22の小さなプレートに分かれている。 8つの大きなプレートとは、アフリカ、南極、ユーラシア、インド・オーストラリア、ナスカ、北アメリカ、太平洋、南アメリカの各プレートである。
Beatty, J. K. and A. Chaikin, eds. The New Solar System.Massachusetts:
Press, Frank and Raymond Siever. 地球. ニューヨーク: W. H. Freemanand Company, 1986.
Seeds, Michael A. Horizons. カリフォルニア州ベルモント。 ワズワース、1995.
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