プレートテクトニクスとはどんな現象か？

地球の表層部には、プレートテクトニクスによってさまざまな現象が起きています。英語でプレートは板、テクトニクスは造構作用（構造をつくる作用）のことを意味するプレートテクトニクスとは何なのでしょうか？

寒い朝に池の表面に氷が張ったり、熱いミルクの表面に皮膜ができたりしますが、これらは熱境界層と呼ばれます。氷やミルク皮膜の上には冷たい大気があり、下には温かい水や熱いミルクがあります。大気や水やミルクの中では、熱は対流によって運ばれますが、氷やミルク皮膜のような熱境界層中では、熱は熱伝導で輸送されます。固体地球の表面は、何枚かの厚さ１００㎞以下の岩石でできた硬い板（プレート）からなります。実は、これらは池の氷やミルク皮膜のような地球表面をおおう熱境界層なのです。プレートの表面からは、プレートを通して輸送された地球内部の熱が冷たい宇宙空間へと熱放射されており、自動車のエンジンのラジエターのように地球内部を冷やしているわけです。

プレートをよくみると、３種類のプレート境界があります。まずは、冷えて重くなったプレートが地球内部へ沈み込む海溝のような沈み込みプレート境界です。次は、沈み込むプレートに引っ張られて拡大していく中央海嶺のような拡大プレート境界です。

中央海嶺では、引っ張られて割れた裂け目を埋めるように高温のマントルが上昇し、融けて大量の玄武岩質マグマが生成されます。これらのマグマは、一部は火山として噴出します。残りは引っ張られて中央海嶺から遠ざかるにつれて冷え固まり、厚くなってプレートを形成します。プレートは移動しながら熱を放出し、最後は冷えて重くなり、重力の力により海溝で地球内部へと沈んでいきます。

このように、プレートの動く原動力は、沈み込んだプレートが引っ張る引きの力なのです。この様子はテーブルクロスを少しだけ垂らしてやると、あとは自動的にずり落ちていくのと似ているため、テーブルクロスずり落ち説ともいわれています。最後の境界は、プレート同士がすれ違う横ずれプレート境界です。

こうしたプレート境界では、押されたり、引っ張られたり、ずれたりすることで歪みが溜まり、エネルギーの集中する変動帯となっています。特に、拡大プレート境界や沈み込みプレート境界では、地震が多発したり、マグマが生成されて火山ができたりします。それだけではなく、沈み込みプレート境界では、地殻が圧縮されて変形・隆起し、高い山脈ができたりもするのです。

沈み込みプレート境界と拡大プレート境界【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。