マグマはプレートの沈み込みによってつくられる

日本列島は火山列島です。火山の出現する場所をたどっていくと、北海道からは千島列島をとおりカムチャツカ半島にいたります。さらに、アリューシャン列島からアラスカをとおり、アメリカ合衆国西部のカスケード山脈に達します。

アメリカ合衆国西部からは、さらにメキシコをとおり、中央アメリカから南アメリカの太平洋沿岸にまで出現します。九州からたどると、琉球列島をとおり、台湾を経てフィリッピンにいたります。このように火山は環太平洋地域に多くみられます。

実は、厳密にいうと、環太平洋といっても、火山列は太平洋縁辺の海溝にそって分布しているのです。太平洋のそばでも、海溝のない場所には火山列はみられません。海溝はプレートの沈み込む場所ですから、こうした火山はプレート沈み込みと関係してできたといえます。では、どうしてプレートが沈み込む場所でマグマができるのでしょうか？

冷えて重くなったプレートが沈み込んでいく場所は、冷たい対流の下降部に相当します。したがって、そのような場所で熱いマグマが生成されることは考えにくい。なのに、どうしてそこでマグマが生成されるのでしょうか？

冷たいプレートが沈み込むと、プレートの上部のマントルがプレートに引きずられていっしょに沈んでいきます。すると、それを埋めるようにマントル深部から高温のマントルが上昇してきます。これを補償流とか反転流と呼びます。

さらに、海水と長い間接してきたために水を含んでいる沈み込んだプレートの上面からは、脱水した水が上昇し、上位にある高温のマントルに供給され、マントルが融けやすくなります。これが、沈み込みプレート境界でマグマが形成されるメカニズムと考えられています。一方、熱いプレートが沈み込む場合には、プレート最上位にある玄武岩質の海洋地殻が融けてマグマが形成されることもあるのです。

火山が日本にこれほど多いのはどうしてなのか？【地学の話】

出典：『眠れなくなるほど面白い図解地学の話』

・地球の成り立ちについて興味がある
・地震のメカニズムについて知っておきたい
・今後日本が直面する気候変動について学びたい　etc….

以上の方には「図解　地学の話」は大変おすすめな本です。

６４００㎞とは何の距離かわかりますか？東京と宇都宮の間の距離が約１００㎞ほどですから、その64倍ということになります。また、本州の長さは測り方にもよりますが、約１３００㎞ほどですから、その約５倍です。決して短い距離ではありませんが、かなりの長さというわけでもないですね。実は、これは地球の半径の長さなのです。「えっ、地球ってそんなに小さいの！」とびっくりする人もいるかもしれません。そうなのです、地球は本当に小さい惑星なのです。

46億年。一年の46億倍。これはまた、気の遠くなるような時間の長さですが、これは地球の年齢。宇宙の年齢は１３８億年といわれていますので、それにくらべれば若いとはいえますが、それでも膨大な時間です。長く生きている小さな惑星、それが私たちの地球です。

中学や高校で地学を学んだ方もいるかもしれません。地学は、こうした地球についてさまざまなことを教えてくれます。ですが、地学の分野はきわめて多岐にわたり、そのすべてについて詳しく知ることは、不可能ではないかもしれませんが、大変難しいことです。本書は、地学の種々の分野を体系的に知るための教科書ではありません。49の面白そうなトピックを選び、図解をまじえて、なるべく物語風に語ったものです。

どの項目を読んでも、地学に興味のあるあなたなら楽しめるはずです。ぜひ本書を一読し、その深い世界を楽しんでください。

地球はどのようにして誕生したのか？

この記事では多くの人が一度は疑問に思ったことがある、「地球はどのように誕生したのか？」を解説します。不思議でロマンあふれる地学の世界の一歩を踏みだしましょう。

太陽系は、今から約46億年前にできました。太陽だけではなく、太陽系の惑星も同時にできました。最初は星間ガスの回転濃集から始まり、やがて中心星の太陽とそれを取り巻く円盤が形成されると、円盤の中にガスから固体の塵が晶出しました。その後、それらの塵が相互に合体して、岩石、微惑星、そして惑星や衛星が短期間に形成されました。惑星になれなかった小惑星、隕石、そして月の石の最古年齢は、いずれも46億年前であることから、それが太陽系形成年代とされています。

ですが、地球にはそのような古い記録は残されていません。その理由は、地球では他の惑星にないプレートテクトニクスが働いていて、常に古い岩石を新しいものにつくり替えているからです。地球最古の岩石はカナダ北部でみつかった40億年前のものであり、最古の物質は43 億７０００万年前のジルコンという鉱物粒です）。地球年齢が46億歳ということは間接的に推定されているわけです。

多様な隕石の２段階による合体でできた地球

地球の岩石の化学成分はよく調べられており、しばしば惑星形成の材料物質であった隕石の組成と比較されます。すると地球岩石は多様な隕石の種類の中でも、特定のタイプ（エンスタタイト球粒隕石）と近縁であることが確認できます。

地球の岩石の化学成分はよく調べられており、しばしば惑星形成の材料物質であった隕石の組成と比較されます。すると地球岩石は多様な隕石の種類の中でも、特定のタイプ（エンスタタイト球粒隕石）と近縁であることが確認できます。ところが、このタイプの隕石には、大気や海水をつくる軽い元素がまったく含まれておらず、エンスタタイト球粒隕石だけでは、現在のような水惑星地球をつくることはできません。地球の大気や海水をつくっている水素の同位体組成（普通の水素の他に重水素と三重水素がある）は別のタイプ（炭素質球粒隕石）が起源であることを示しています。

したがって、地球形成は、岩石／金属からなる部分をつくったエンスタタイト球粒隕石集積の段階と、その後の炭素質球粒隕石の追加という２段階を経てできたことがわかってきました。

太陽系の中を実際に探査機が飛びまわって調べた結果、エンスタタイト球粒隕石は地球軌道周辺にも存在していたと考えられますが、水素などの揮発性成分を持つものは火星の外側の小惑星帯の中でも外側にしか分布していないことがわかりました。であれば、初期太陽系の円盤の中で大規模な物質移動を考える必要があります。