プレートテクトニクス

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20世紀後半にマッピングされた地球の主要な構造プレートの簡略化されたマップ(赤い矢印はプレート境界での移動方向を示します)
アセノスフェアの上のリソスフェアを示す地球の内部層の図(縮尺どおりではありません)

プレートテクトニクス後期ラテン語から:tectonicus古代ギリシャ語から:τεκτονικόςlit。「建物に関連する」)[1]は、地球岩石圏が多数の大きな構造プレートを構成すると見なす一般的に受け入れられている科学理論です。約34億年前からゆっくりと動いています。[2]このモデルは、20世紀の最初の数十年間に開発されたアイデアである大陸移動の概念に基づいています。プレートテクトニクスは、地球科学者によって一般的に受け入れられるようになりました海洋底拡大が1960年代半ばから後半に検証された後

惑星の硬い最外殻(地殻上部マントル)である地球のリソスフェアは、7つまたは8つの主要なプレート(それらがどのように定義されているかに応じて)と多くのマイナーなプレートに分割されます。プレートが出会う場所では、それらの相対運動が境界のタイプを決定します:収束発散、または変換地震火山活動造山海溝の形成は、これらのプレート境界(または断層)に沿って発生します。プレートの相対的な動きは、通常、年間0〜10cmの範囲です。[3]

構造プレートは、海洋リソスフェアとより厚い大陸リソスフェアで構成されており、それぞれが独自の種類の地殻で覆われています。収束境界に沿って、沈み込みのプロセス、または1つのプレートが別のプレートの下を移動するプロセスは、下のプレートのエッジをマントルに運びます。失われた物質の領域は、海洋底拡大による発散型縁辺に沿った新しい(海洋)地殻の形成によって大まかにバランスが取れています。このようにして、リソスフェアの総ジオイド表面積は一定に保たれます。プレートテクトニクスのこの予測は、コンベヤーベルトの原理とも呼ばれます。初期の理論は、反証されて以来、地球の漸進的な縮小(収縮)または漸進的な拡大を提案しました[4]

地球のリソスフェアは下にあるアセノスフェアよりも機械的強度が高いため、構造プレートは動くことができます。マントルの横方向の密度の変化は対流をもたらします。つまり、地球の固体マントルのゆっくりとした忍び寄る動きです。プレートの動きは、地形の変化による海底の広がりのある海嶺からの動き(海嶺は地形の高さ)と地殻の密度の変化(新しく形成された海嶺が冷えて動くにつれて密度が増加する)の組み合わせによって引き起こされる考えられます尾根から離れて)。沈み込み帯比較的冷たくて密度の高い海洋地殻は、マントル細胞の下向きの対流肢の上で「引っ張られる」か、マントルに沈みます。[5]これらの各要因の相対的な重要性とそれらの相互関係は不明であり、依然として多くの議論の対象となっています。

主な原則

地球の外層はリソスフェアアセノスフェアに分けられます。分割は、機械的特性と熱伝達方法の違いに基づいています。リソスフェアはより涼しく、より硬く、アセノスフェアはより熱く、より流れやすくなっています。熱伝達に関しては、リソスフェアは伝導によって熱を失いますが、アセノスフェアも対流によって熱を伝達し、ほぼ断熱的な温度勾配を持っています。この部門を化学物質と混同しないでくださいこれらの同じ層をマントル(リソスフェアとリソスフェアのマントル部分の両方を含む)と地殻に細分化します。特定のマントルは、温度と圧力に応じて、異なる時間にリソスフェアまたはアセノスフェアの一部になる場合があります。

プレートテクトニクスの重要な原理は、リソスフェアが、流体のような(粘弾性固体)アセノスフェアに乗る、別個の別個の構造プレートとして存在することです。プレートの動きは、典型的な10〜40 mm /年(大西洋中央海嶺;の成長とほぼ同じ速さ)から約160 mm /年(ナスカプレート;髪の成長とほぼ同じ速さ)までの範囲です。[6]このムーブメントの背後にある駆動メカニズムを以下に説明します。

構造リソスフェアプレートは、1つまたは2つのタイプの地殻物質で覆われたリソスフェアマントルで構成されています:海洋地殻(古いテキストではシリコンマグネシウムからのシマと呼ばれます)と大陸地殻シリコンとアルミニウムからのシアル)。平均的な海洋リソスフェアの厚さは通常100km(62マイル)です。[7]その厚さはその年代の関数です:時間が経つにつれて、それは伝導的に冷却され、その下にある冷却マントルがそのベースに追加されます。それは中央海嶺で形成され、外側に広がるため、その厚さは、それが形成された中央海嶺からの距離の関数です。海洋リソスフェアが沈み込む前に移動しなければならない典型的な距離では、厚さは中央海嶺での約6 km(4 mi)の厚さから、沈み込みゾーンでの100 km(62 mi)を超える厚さまで変化します。より短い距離またはより長い距離の場合、沈み込みゾーン(したがって平均も)の厚さはそれぞれ小さくまたは大きくなります。[8]大陸リソスフェアは通常、約200 kmの厚さですが、これは流域、山脈、および安定したクラトンの間でかなり異なります。大陸のインテリア。

2つのプレートが出会う場所はプレート境界と呼ばれます。プレート境界は一般に、地震などの地質学的イベントや、火山中央海嶺海溝などの地形的特徴の作成に関連しています世界の活火山の大部分はプレート境界に沿って発生しており、太平洋プレートの環太平洋火山帯が今日最も活発で広く知られています。これらの境界については、以下でさらに詳しく説明します。いくつかの火山はプレートの内部で発生し、これらはプレートの内部変形[9]とマントルプルームにさまざまに起因しています。

上で説明したように、構造プレートには大陸地殻または海洋地殻が含まれる場合があり、ほとんどのプレートには両方が含まれています。たとえば、アフリカプレートには、大陸と大西洋インド洋の床の一部が含まれます海洋地殻と大陸地殻の区別は、それらの形成様式に基づいています。海洋地殻は海底拡散中心部に形成され、大陸地殻は弧状火山活動と構造過程によるテレーンの付加によって形成されますが、これらのテレーンの一部にはオフィオライトが含まれている可能性がありますシーケンスは、大陸の形成と拡散の中心および大陸の下での沈み込みの標準的なサイクルを終了するときに、大陸の一部であると見なされる海洋地殻の断片です。海洋地殻は、組成が異なるため、大陸地殻よりも密度が高くなっています。海洋地殻は、大陸地殻(「珪長質岩」)よりもシリコン少なく、元素が重い(「苦鉄質岩」)ため、密度が高くなります[10]この密度成層の結果として、海洋地殻は一般に海面下にあり(たとえば太平洋プレートの大部分)、大陸地殻は海面上に浮力で突き出ています(この原理の説明については アイソスタシーのページを参照してください)。

プレート境界の種類

プレート境界には3つのタイプがあり[11]、プレートが相互に移動する方法を特徴とする4番目の混合タイプがあります。それらは、さまざまなタイプの表面現象に関連付けられています。プレート境界の種類は次のとおりです。[12] [13]

発散型境界
収束境界
トランスフォーム境界
  1. 発散型境界建設的境界または拡張的境界)は、2つのプレートが互いに離れてスライドする場所で発生します。海から海へのリフトのゾーンでは、海洋底拡大によって発散型境界が形成され、新しい海盆の形成が可能になります。海洋プレートが分裂すると、広がりの中心に尾根が形成され、海盆が拡大し、最終的にプレート面積が増加して、多くの小さな火山や浅い地震を引き起こします。大陸から大陸へのリフトのゾーンでは、大陸が分裂し、広がり、中央のリフトが崩壊し、海が海盆を埋めるにつれて、発散型境界が新しい海盆を形成する可能性があります。中央海嶺のアクティブゾーン(例:中央大西洋海嶺東太平洋海嶺)、および大陸から大陸へのリフティング(アフリカの東アフリカ大地溝帯や紅海など)は、発散型境界の例です。
  2. 収束境界破壊境界またはアクティブマージン)は、2つのプレートが互いに向かってスライドして、沈み込みゾーン(一方のプレートが他方の下を移動する)または大陸衝突のいずれかを形成する場合に発生します。海から大陸への沈み込みのゾーン(たとえば、南アメリカのアンデス山脈、および米国西部のカスケード山脈)では、密度の高い海洋リソスフィアが密度の低い大陸の下に沈み込みます。地震は、下向きに動くプレートがアセノスフェアに降下するときにその経路をたどり、海溝が形成され、沈み込むプレートが加熱されると、揮発性物質、主に含水鉱物から水を放出します、周囲のマントルに。水を加えると、沈み込むスラブの上のマントル材料の融点が下がり、溶けるようになります。結果として生じるマグマは、通常、火山活動につながります。[14]海洋から海洋への沈み込みのゾーン(例えば、アリューシャン列島マリアナ諸島、および日本 の島弧))、より古く、より涼しく、より密度の高い地殻は、より密度の低い地殻の下に滑り込みます。この動きにより、地震と深い海溝が弧状に形成されます。次に、沈み込んだプレートの上部マントルが加熱され、マグマが上昇して、火山島の湾曲したチェーンを形成します。深海海溝は通常沈み込み帯に関連しており、活発な境界に沿って発達する盆地はしばしば「前地盆地」と呼ばれます。海盆の閉鎖は、大陸間の境界(例えば、ヒマラヤとアルプス)で発生する可能性があります。花崗岩の大陸リソスフェアの塊の間の衝突。どちらの質量も沈み込みません。プレートの端は圧縮され、折りたたまれ、持ち上げられます。
  3. トランスフォーム境界保守的な境界または横ずれ境界)は、2つのリソスフェアプレートがスライドする場合、またはおそらくより正確には、プレートが作成も破壊もされないトランスフォーム断層に沿って互いに2つのプレートの相対運動は、 sinistral(観測者に向かって左側)またはdextral(観測者に向かって右側)のいずれかです。トランスフォーム断層は拡散中心を横切って発生します。断層に沿って強い地震が発生する可能性があります。カリフォルニアのサンアンドレアス断層は、右横ずれ運動を示すトランスフォーム境界の例です。
  4. プレート境界ゾーンは、相互作用の影響が不明確な場所で発生し、通常は広い帯に沿って発生する境界は明確に定義されておらず、さまざまなエピソードでさまざまなタイプの動きを示す可能性があります。

プレート運動の推進力

NASA JPLからの全地球測位システム(GPS)衛星データに基づくプレート運動それぞれの赤い点は測定点であり、ベクトルは動きの方向と大きさを示します。

海洋リソスフェアの相対密度とアセノスフェアの相対的な弱さのために、構造プレートは動くことができると一般に認められています。マントルからの熱の放散は、対流または大規模な湧昇とドーミングによってプレートテクトニクスを駆動するために必要なエネルギーの元の源であると認められています。現在の見解は、まだいくつかの議論の問題ですが、結果として、プレート運動を生成する強力な源は、沈み込み帯に沈み込む海洋リソスフェアの過剰密度であると主張しています。中央海嶺に新しい地殻が形成されると、この海洋リソスフェアは最初は下にあるアセノスフェアよりも密度が低くなりますが、伝導的に冷えて厚くなるにつれて、年齢とともに密度が高くなります。密度が高い下にあるアセノスフェアと比較して古いリソスフェアが沈み込むことで、沈み込み帯の深いマントルに沈み込み、プレート運動の推進力の大部分を提供します。アセノスフェアの弱さは、構造プレートが沈み込み帯に向かって容易に動くことを可能にします。[15]沈み込みはプレート運動を駆動する最も強い力であると考えられていますが、北米プレートのように動いているプレートがあり、まだ沈み込みがないため、それだけではありません。巨大なユーラシアプレートについても同じことが言えますプレート運動の原因は、科学者間の集中的な研究と議論の問題です。主なポイントの1つは、運動学的パターンですいくつかのパターンは複数のメカニズムによって説明される可能性があるため、動き自体の部分は、観測された動きの駆動力として呼び出される可能性のある地球力学的メカニズムから明確に分離する必要があります。[16]要するに、現時点で提唱されている推進力は、運動との関係に基づいて、マントルダイナミクス関連、重力関連(現在受け入れられている主な推進力)、および地球の自転関連の3つのカテゴリに分類できます。

マントルダイナミクスに関連する推進力

過去四半世紀のほとんどの間、構造プレート運動の背後にある推進力の主要な理論は、アセノスフェアを介して伝達される可能性のある上部マントル内の大規模な対流を想定していました。この理論は、1930年代にアーサーホームズと一部の先駆者によって開始され[17]、世紀の初めにアルフレッドヴェーゲナーの論文で最初に議論されたように、理論を受け入れるための解決策としてすぐに認識されました。しかし、その受け入れにもかかわらず、主要な理論は60年代初頭の主要な突破口まで大陸を動かさずに静止した地球を想定していたため、科学界では長い間議論されていました。

地球内部の2次元および3次元画像(地震波トモグラフィー)は、マントル全体の横方向の密度分布が変化していることを示しています。このような密度の変化は、物質(岩石化学から)、鉱物(鉱物構造の変化から)、または熱(熱エネルギーからの熱膨張と収縮による)である可能性があります。この変化する横方向の密度の現れは、浮力からのマントル対流です。[18]

マントル対流がプレート運動に直接的および間接的にどのように関係しているかは、地球力学における継続的な研究と議論の問題です。どういうわけか、このエネルギーは構造プレートが動くためにリソスフェアに移されなければなりません。プレートの動きに影響を与えると考えられている力には、基本的に2つのタイプがあります。摩擦重力です。

  • 基礎抗力(摩擦):アセノスフェア内の対流と、より剛性の高い上にあるリソスフェアとの間の摩擦によって引き起こされるプレート運動。
  • スラブ吸引(重力):海溝の沈み込み帯のプレートを下向きに引っ張る局所的な対流によって引き起こされるプレートの動き。スラブの吸引は、プレートがマントルに潜り込むときに基本的な牽引力がプレートに作用し続ける地球力学的設定で発生する可能性があります(ただし、おそらくスラブの下側と上側の両方に作用する可能性が高くなります)。

3D地震波トモグラフィーに基づく最新の技術では、これらの予測された大規模な対流セルをまだ認識できないため、最近、対流理論が多くの議論を呼んでいます。[要出典]別の見方が提案されています。

プルームテクトニクス

1990年代に多くの研究者が従ったプルームテクトニクスの理論では、マントル対流の修正された概念が使用されています。それは、スーパープルームがより深いマントルから上昇し、主要な対流セルの推進力または代替物であると主張しています。これらのアイデアは、1930年代初頭に、最初はプレートテクトニクスに反対し、メカニズムを垂直運動の固定フレームに配置したBeloussovvanBemmelenの作品にルーツを見出しています。ヴァン・ベンメレンは後に彼の「うねりモデル」の概念を変調し、それを水平運動の推進力として使用し、地域の地殻ドームから離れて重力を引き起こしました。[19] [20]理論は、固定されたままで、時間の経過とともに海洋および大陸のリソスフェアプレートによって上書きされ、地質学的記録にそれらの痕跡を残すホットスポットまたはマントルプルーム を想定する現代の理論に共鳴を見出します(これらの現象は実際の駆動メカニズムとして呼び出されませんが、むしろ変調器として)。

このメカニズムは、特定の地質学的時代における超大陸の崩壊を説明するために今でも提唱されています。[21]地球膨張説に関与する科学者の中には、信者[22] [23]がいます。[24]

サージテクトニクス

別の理論は、マントルは細胞内でも大きなプルーム内でも流れるのではなく、地球の地殻のすぐ下にある一連のチャネルとして流れ、リソスフェアに基礎摩擦を提供するというものです。「サージテクトニクス」と呼ばれるこの理論は、1980年代から1990年代にかけて普及しました。[25] 3次元コンピューターモデリングに基づく最近の研究は、プレートの形状がマントル対流パターンとリソスフェアの強度との間のフィードバックによって支配されていることを示唆しています。[26]

重力に関連する推進力

重力に関連する力は、上記のさまざまな形態のマントルダイナミクスなどのより一般的な駆動メカニズムの枠組み内で二次的な現象として呼び出されます。現代の見方では、沈み込み帯に沿ったスラブ引張力を通じて、重力が主要な推進力として呼び出されます。

広がる尾根からの重力による滑り:多くの著者によると、[明確化が必要]プレートの動きは、海嶺でのプレートのより高い標高によって駆動されます。[27] [28]海洋リソスフェアは、高温のマントル物質から広がる尾根で形成されるため、年齢とともに徐々に冷えて厚くなる(したがって、尾根からの距離が増す)。冷たい海洋リソスフェアは、それが由来する熱いマントル材料よりもかなり密度が高いため、厚さが増すにつれて、より大きな負荷を補うために徐々にマントルに沈み込みます。その結果、尾根軸からの距離が大きくなると、わずかに横方向に傾斜します。

この力は二次的な力と見なされ、「リッジプッシュ」と呼ばれることがよくあります。水平方向に「押す」ものはなく、尾根に沿って張力の特徴が支配的であるため、これは誤った呼び方です。プレート全体のさまざまな地形が大幅に変化する可能性があり、広がる尾根の地形が最も顕著な特徴にすぎないため、このメカニズムを重力滑りと呼ぶ方が正確です。この重力による二次的な力を生成する他のメカニズムには、隣接するプレートの下に潜る前のリソスフェアの屈曲的な膨らみが含まれます。構造プレートの下側​​に衝突すると仮定されているホットスポット。

スラブ引張力:現在の科学的見解は、アセノスフェアはリソスフェアの基部に沿った摩擦によって直接運動を引き起こすには不十分または剛性が不十分であるというものです。したがって、スラブ引張力はプレートに作用する最大の力であると最も広く考えられています。この現在の理解では、プレートの動きは主に、海溝でマントルに沈む冷たい高密度のプレートの重量によって駆動されます。[29]最近のモデルは、海溝吸引も重要な役割を果たしていることを示しています。しかし、北米プレートが動いているにもかかわらず、沈み込む場所がないという事実は問題を提起します。同じことがアフリカ、ユーラシア南極プレートにも当てはまります。

マントルドームからの重力による滑り:古い理論によれば、プレートの駆動メカニズムの1つは、リソスフェアプレートの重力によるスライドを引き起こす大規模なアセノスフェア/マントルドームの存在です(マントルメカニズムの段落を参照)。この重力による滑りは、この基本的に垂直に向けられたメカニズムの二次的な現象を表しています。そのルーツは、vanBemmelenのUndationモデルにありますこれは、1つの島弧の小さなスケールから、海盆全体の大きなスケールまで、さまざまなスケールで機能します。[27] [28] [21]

地球の自転に関連する推進力

気象学者であるアルフレッド・ヴェーゲナーは、大陸移動の背後にある主要な駆動メカニズムとして潮汐力遠心力を提案しましたしかし、これらの力は、大陸が海洋地殻を耕すという概念であったため、大陸の動きを引き起こすには小さすぎると考えられていました。[30]したがって、ウェゲナーは後に彼の立場を変え、1929年の彼の本の最後の版で対流がプレートテクトニクスの主な推進力であると主張した。

しかし、プレートテクトニクスの文脈では( 1960年代初頭に海洋底拡大説であるHeezen、Hess、Dietz、Morley、Vine、Matthews(以下を参照)から受け入れられました)、海洋地殻は大陸と一緒に動いていることが示唆されています。地球の自転に関連する提案が再考されました。最近の文献では、これらの推進力は次のとおりです。

  1. (および太陽)が地球の地殻に及ぼす重力による潮汐抗力[31]
  2. 地球の地殻に対する回転極の小さな変位によるジオイドの全体的な変形
  3. より小さなタイムスケールでの地球の自転のぐらつきとスピン運動による地殻の他のより小さな変形効果

小さく、一般的に無視できる力は次のとおりです。

  1. コリオリの力[32] [33]
  2. 重力のわずかな変化として扱われる遠心力[32] [33] :249 

これらのメカニズムが全体的に有効であるためには、変形の方向と運動学、および地球自体の地理的な緯度経度のグリッドの間に体系的な関係が世界中に存在する必要があります。19世紀後半と20世紀前半のこれらの体系的な関係の研究は、正反対のことを強調しています。つまり、プレートが時間内に移動しなかったこと、変形グリッドが地球の赤道に対して固定されていたことです。と軸、そしてその重力駆動力は一般的に垂直に作用し、局所的な水平方向の動きのみを引き起こしました(いわゆるプレートテクトニクス、「固定理論」)。したがって、後の研究(このページで以下で説明)は、このプレプレートテクトニクス期間中に認識された関係の多くを呼び出して、それらの理論をサポートしました(ファンダイクと共同研究者の研究における期待とレビューを参照)。[34]

この段落で議論されている多くの力の中で、潮汐力はプレートテクトニクスの可能な主要な推進力としてまだ非常に議​​論され、擁護されています。他の力は、プレートテクトニクスの概念を使用しないグローバルな地球力学モデルでのみ使用されるか(したがって、このセクションで扱う説明を超えて)、プレートテクトニクスモデル全体の中でマイナーな変調として提案されます。

1973年、USGSのGeorge W. Moore [ 35 ]とRCBostrom [36]は、マントルに対する地球のリソスフェアの一般的な西向きのドリフトの証拠を提示しました。彼は、地球の自転によって引き起こされる潮汐力(潮汐遅れまたは「摩擦」)と月によって地球に作用する力がプレートテクトニクスの推進力であると結論付けました。地球が月の下で東向きに回転すると、アルフレッドヴェーゲナーが提案したように、月の重力が地球の表層をわずかに西向きに引き戻します(上記を参照)。より最近の2006年の研究では、[37]科学者は、これらの以前に提案されたアイデアをレビューし、提唱しました。最近、Lovett(2006)で、この観測が金星の理由を説明している可能性があることも示唆されています。火星はプレートテクトニクスがありません。金星には衛星がなく、火星の衛星は小さすぎて惑星に重大な潮汐効果をもたらすことができないためです。最近の論文では、[38]一方、多くのプレートが北と東に移動していること、そして太平洋海盆の主に西向きの動きは、太平洋拡散中心の東向きの偏りに単純に由来していることが容易に観察できることが示唆されました(そのような月の力の予測された兆候)。同じ論文で、しかし、著者は、メソスフェアと比較して、すべてのプレートの動きにわずかに西向きの成分があることを認めています。彼らは、過去30 Maでのみ見られた西向きのドリフトは、着実に成長し加速している太平洋プレートの支配の増加に起因することを示した。議論はまだ開いています。

各駆動力メカニズムの相対的な重要性

プレートの運動のベクトルは、プレートに作用するすべての力の関数です。しかし、そこには、各プロセスが各構造プレートの全体的な動きにどの程度寄与するかに関する問題があります。

地球力学的設定の多様性と各プレートの特性は、個々のプレートを積極的に駆動するさまざまなプロセスの影響から生じます。この問題に対処する1つの方法は、各プレートが移動する相対速度と、プレート上の全体的な駆動力に対する各プロセスの重要性に関連する証拠を考慮することです。

これまでに発見された最も重要な相関関係の1つは、下降(沈み込み)プレートに取り付けられたリソスフェアプレートが、沈み込みプレートに取り付けられていないプレートよりもはるかに速く移動することです。たとえば、太平洋プレートは本質的に沈み込み帯(いわゆる環太平洋火山帯)に囲まれており、隣接する大陸に付着している(おそらく「溶接された」)大西洋プレートよりもはるかに速く移動します。プレートを沈み込む代わりに。したがって、沈み込むプレートを除いて、下降するプレートに関連する力(スラブ引張力とスラブ吸引力)がプレートの動きを決定する駆動力であると考えられます。[29]しかし、この見解は、太平洋プレートおよび東太平洋海嶺に関連する他のプレートの実際の動きが、主にスラブ引張力またはスラブプッシュのいずれかとは相関せず、むしろ水平方向に上昇するマントル対流と相関することを発見した最近の研究と矛盾しています。さまざまなプレートのベースに沿って広がると、粘度に関連する牽引力を介してプレートが駆動されます。[39]プレート運動の推進力は、地球物理学および構造物理学の中で進行中の研究の活発な主題であり続けています。

理論の歴史

イタリアの博学者レオナルド・ダ・ヴィンチは、山が海から徐々に上昇することを最初に理論化し、なぜ山が海洋生物の化石を持っているのかを説明しました。[40]

概要

構造プレートとその運動ベクトルを示す詳細な地図。

20世紀の初め頃、さまざまな理論家が大陸間の多くの地理的、地質学的、生物学的連続性を説明しようとして失敗しました。1912年、気象学者のアルフレッドヴェーゲナーは、彼が大陸移動と呼んだものを説明しました。これは、50年後にプレートテクトニクスの現代理論で最高潮に達したアイデアです。[41]

ヴェーゲナーは1915年の著書『大陸と海洋の起源』で彼の理論を拡張しました[42]現在の大陸がかつて単一の陸塊(後にパンゲアと呼ばれる)を形成したという考え(彼の先駆者によっても表現された)から始めて、ウェゲナーはこれらが分離して離れて漂流し、それらを低密度のシアル浮遊の「氷山」に例えることを提案した密度の高いシマの海で[43]このアイデアの裏付けとなる証拠は、南アメリカの東海岸とアフリカの西海岸のアントニオ・スナイダー・ペレグリーニの鳩尾の輪郭から来た。彼の地図上に、そしてこれらの端に沿った岩層のマッチングから描いていました。それらの以前の隣接する性質の確認は、化石植物グロッソプテリスとガンガモプテリス、および獣弓または哺乳類のような爬虫類 リストロサウルスからも来ました。これらはすべて南アメリカ、アフリカ、南極、インド、オーストラリアに広く分布しています。これらの大陸のそのようなかつての結合の証拠は、南半球で働いているフィールド地質学者への特許でした。南アフリカのアレックスデュトワは、1937年の出版物Our Wandering Continentsにそのような情報をまとめ、ウェゲナーよりもさらに進んで、ゴンドワナの断片。

ウェゲナーの研究は当初、詳細な証拠が不足していたこともあり、広く受け入れられていませんでした。地球は固い地殻とマントル、そして液体のコアを持っているかもしれませんが、地殻の一部が動き回ることはできないようでした。ハロルド・ジェフリーズチャールズ・シューヘルトなどの著名な科学者は、大陸移動の率直な批評家でした。

多くの反対にもかかわらず、大陸移動説は支持を得て、「漂流者」または「動員者」(理論の支持者)と「固定者」(反対者)の間で活発な議論が始まりました。1920年代、1930年代、1940年代に、前者は対流がプレート運動を推進した可能性があり、海洋地殻内の海底で拡散が起こった可能性があることを提案する重要なマイルストーンに到達しました。現在プレートテクトニクスに組み込まれている要素に近い概念は、地球物理学者や、ベニングマイネス、ホームズ、アンブグローブなどの地質学者(フィクシストとモビリストの両方)によって提案されました。1941年にオットーアンプフェラーは彼の出版物「大西洋地域の映画についての考え」で説明しました海洋底拡大沈み込み[45] [46]リソスフェアプレートの動きをサポートするために使用された最初の地球物理学的証拠の1つは、古地磁気学から来ました。これは、19世紀半ば以降の研究によって証明されたように、さまざまな年代の岩石がさまざまな磁場方向を示すという事実に基づいています。磁北極と磁南極は時間とともに反転します。特に古構造研究で重要なのは、磁北極の相対位置が時間とともに変化することです。当初、20世紀の前半に、後者の現象は「極移動」と呼ばれるものを導入することによって説明されました(見かけの極移動を参照))(つまり、北極の位置は時間の経過とともに変化していたと想定されていました)。しかし、別の説明は、大陸が北極に対して移動(シフトおよび回転)しており、実際、各大陸は独自の「極移動経路」を示しているというものでした。1950年代後半に、これらのデータが大陸移動の妥当性を示すことができることが2つの機会にうまく示されました。1956年の論文でのKeithRuncornによる[47]と1956年3月に開催されたシンポジウムでのWarrenCareyによる[48]。

大陸移​​動を支持する2番目の証拠は、1950年代後半から60年代初頭にかけて、海洋底拡大説や磁気特性などの海洋地殻の性質に関するデータからより一般的には海洋地質学の発展とともにもたらされました。 [49]これは、1959年から1963年にかけて、Heezen、Dietz、Hess、Mason、Vine&Matthews、およびMorleyによって公開された、海洋中央海嶺に沿った海洋底拡大と磁場反転の関連性の証拠を示しました。[50]

多くの大陸縁辺を囲むトレンチに沿った和達-ベニオフ帯とその周辺の初期の地震イメージング技術の同時進歩は、他の多くの地球物理学的(例えば重量測定)および地質学的観測とともに、海洋地殻がマントルにどのように消えるかを示し、海盆の拡大とその縁に沿った短縮のバランスをとる。

海底と大陸縁辺の両方からのこのすべての証拠は、1965年頃に大陸移動が実行可能であることを明らかにしました。プレートテクトニクスの理論は、1965年から1967年までの一連の論文で定義されました。この理論は地球科学に革命をもたらし、さまざまな地質学的現象と、古地理学や古生物学などの他の研究におけるそれらの影響を説明まし

大陸移​​動

19世紀後半から20世紀初頭にかけて、地質学者は地球の主要な特徴が修正され、盆地の発達や山脈などのほとんどの地質学的特徴は、地向斜理論と呼ばれる垂直地殻運動によって説明できると考えていました。一般に、これは、比較的短い地質学的時間の間に熱が失われるため、地球が収縮する状況に置かれました。

1912〜13年の冬のグリーンランドのアルフレッドヴェーゲナー。

早くも1596年に、大西洋の反対側の海岸、より正確には大陸棚の端が似たような形をしていて、かつては合わさっていたように見えることが観察されました。[51]

それ以来、この明らかな相補性を説明するために多くの理論が提案されましたが、固体地球の仮定はこれらのさまざまな提案を受け入れることを困難にしました。[52]

1895年に放射性崩壊とそれに関連する加熱特性が発見されたことで、地球の見かけの年代の再検討が促されました[53]これは以前、地球の表面が黒体のように放射されているという仮定の下での冷却速度によって推定されていました[54]これらの計算は、たとえそれが赤熱で始まったとしても、地球は数千万年で現在の温度に下がったであろうことを暗示していた。新しい熱源の知識を武器に、科学者たちは地球がはるかに古くなり、その核はまだ液体になるのに十分なほど熱いことに気づきました。

1915年までに、1912年に最初の記事を発表した後、[55]アルフレッド・ヴェーゲナーは、大陸と海洋の起源の初版で大陸移動説について真剣に議論していました[42]その本(1936年の最終版までの4つの連続した版で再発行された)の中で、彼は南アメリカの東海岸とアフリカの西海岸がかつて取り付けられたかのようにどのように見えるかを指摘した。ヴェーゲナーはこれに最初に気づいたわけではありません(アブラハム・オルテリウスアントニオ・スナイダー・ペレグリーニエドアルト・ジュースロベルト・マントヴァーニフランク・バーズリー・テイラーほんの数例を挙げると、彼の前に立った)が、彼はこの単純な観察を裏付ける重要な化石と古地形学的および気候学的証拠を最初に整理した(そしてこれはAlex du Toitなどの研究者によって裏付けられた)。さらに、別々の大陸の縁の岩が非常に類似している場合、これらの岩が同じように形成されたことを示唆し、それらが最初に結合したことを意味します。たとえば、スコットランドアイルランドの一部には、ニューファンドランドニューブランズウィックで見つかったものと非常によく似た岩が含まれていますさらに、ヨーロッパのカレドニア山脈とその一部北米のアパラチア山脈は、構造岩相が非常に似ています。

しかし、彼の考えは、大陸移動の明らかなメカニズムがないことを指摘した多くの地質学者によって真剣に受け止められませんでした。具体的には、彼らは、大陸の岩が海洋地殻を構成するはるかに密度の高い岩をどのようにすり抜けることができるかを見ていませんでした。ウェゲナーは大陸移動を推進した力を説明することができず、彼の立証は1930年の彼の死後まで来なかった。[56]

浮遊大陸、古地磁気学、および地震活動ゾーン

世界的な地震の震源地、1963年から1998年。ほとんどの地震は、リソスフェアプレート境界の位置に対応する狭い帯で発生します。
2016年の地震の地図

花崗岩は大陸に存在するが、海底はより密度の高い玄武岩で構成されているように見えることが早くから観察されたように、20世紀前半の一般的な概念は、「サイアル」(大陸型地殻)と呼ばれる2種類の地殻があるというものでした。そして「シマ」(海洋型地殻)。さらに、大陸の下には地層の静的な殻が存在すると考えられていました。したがって、玄武岩(サイアル)の層が大陸の岩の下にあることが明らかに見えました。

しかし、ペルーのアンデス山脈による鉛直線のたわみの異常に基づいて、ピエールブーゲは、密度の低い山々は、下の密度の高い層に下向きに突き出ているに違いないと推測しました。山が「ルーツ」を持っているという概念は、100年後のヒマラヤの重力の研究中にジョージB.エアリーによって確認され、地震学の研究は対応する密度の変化を検出しました。したがって、1950年代半ばまでに、山の根が周囲の玄武岩に食い込んでいたのか、それとも氷山のように浮かんでいたのかという疑問は未解決のままでした。

20世紀の間に、地震計などの地震計の改良と使用の拡大により、科学者は地震が特定の地域、特に海溝と広がる尾根に沿って集中する傾向があることを知ることができました。1920年代後半までに、地震学者は、通常、水平から40〜60度傾斜し、地球に数百キロメートル伸びた、塹壕に平行ないくつかの顕著な地震帯を特定し始めていました。これらのゾーンは、最初にそれらを認識した地震学者、日本の和達清夫とヒューゴーベニオフに敬意を表して、後に和達-ベニオフゾーン、または単にベニオフゾーンとして知られるようになりました。アメリカ合衆国の。世界標準地震計観測網(WWSSN)[57]が設立され、核兵器の地上実験を禁止する1963年の条約の遵守を監視することで、1960年代に世界の地震活動の研究が大幅に進歩しました。WWSSN機器からの大幅に改善されたデータにより、地震学者は世界中の地震集中のゾーンを正確にマッピングすることができました。

その間、極移動の現象をめぐって議論が展開されました。大陸移​​動の初期の議論以来、科学者たちは、大陸が過去に異なる気候帯を移動したように見えたために極移動が起こったという証拠を議論し、使用してきました。さらに、古地磁気データは、磁極も時間の経過とともにシフトしたことを示していました。反対の理由で、極が比較的固定されたままで、大陸が移動して回転した可能性があります。大陸の動きをサポートするために磁気極移動の証拠が初めて使用されたのは、1956年のKeith Runcornによる論文[47]と、彼と彼の学生であるTedIrvingによるその後の論文でした。(古地磁気学が大陸移動を支持したという事実を実際に最初に確信したのは誰でしたか)そしてケン・クリーア。

これに続いて、1956年3月にタスマニアでシンポジウムが開催されました。 [58]このシンポジウムでは、証拠が地球規模の地殻の拡大の理論に使用されました。この仮説では、大陸の移動は、地球が形成されてからの地球のサイズの大幅な増加によって簡単に説明できます。しかし、その支持者が地球の大幅な膨張を生み出すための説得力のあるメカニズムを提供できなかったため、これは不十分でした。確かに、過去30億年の間に月が拡大したという証拠はありません。他の研究は、証拠が安定した半径を持つ地球上の大陸移動を等しく支持していることをすぐに示すでしょう。

30年代から50年代後半にかけて、Vening-Meinesz、Holmes、Umbgrove、および他の多くの作品が、現代のプレートテクトニクス理論に近いかほぼ同一の概念を概説しました。特に、英国の地質学者アーサー・ホームズは1920年にプレートの接合部がの下にあるかもしれないと提案し、1928年にマントル内の対流が推進力になるかもしれないと提案しました。[59]多くの場合、これらの貢献は次の理由で忘れられます。

  • 当時、大陸移動は受け入れられませんでした。
  • これらのアイデアのいくつかは、大陸移動や地球膨張のない変形する地球の放棄された固定的なアイデアの文脈で議論されました。
  • それらは、科学的コミュニケーションを妨げる極端な政治的および経済的不安定のエピソードの間に出版されました。
  • 多くはヨーロッパの科学者によって出版され、1960年代にアメリカの研究者によって出版された海洋底拡大に関する論文では、最初は言及されておらず、ほとんど信用されていませんでした。

中央海嶺の広がりと対流

1947年、ウッズホール海洋研究所の研究船アトランティスと一連の機器を利用してモーリスユーイングが率いる科学者のチームは、中央大西洋の上昇の存在を確認し、海底の床が堆積物の層は、大陸の主成分である花崗岩ではなく、玄武岩で構成されていました。彼らはまた、海洋地殻が大陸地殻よりもはるかに薄いことを発見しました。これらの新しい発見はすべて、重要で興味深い質問を提起しました。[60]

海盆で収集された新しいデータも、深浅測量に関して特定の特性を示しました。これらのデータセットの主な結果の1つは、世界中で中央海嶺のシステムが検出されたことです。重要な結論は、このシステムに沿って新しい海底が作成され、それが「グレートグローバルリフト」の概念につながったということでした。これは、マリー・サープとの彼の研究[61]に基づいたブルース・ヘーゼン(1960)の重要な論文で説明されており、これは思考の真の革命を引き起こすでしょう。海洋底拡大の深刻な結果は、新しい地殻が海嶺に沿って継続的に作成されていたということです。したがって、Heezenはいわゆる「地球膨張説」を提唱しました「S.ウォーレンキャリーの仮説(上記参照)。したがって、地球のサイズを大きくすることなく、海嶺に沿って新しい地殻を継続的に追加する方法については疑問が残りました。実際、この質問は、アーサーホームズ、ヴェニングマイネス、コーツなどの1940年代と1950年代:過剰な地殻は、いわゆる「沈み込み」が発生した、いわゆる海嶺に沿って消えました。したがって、1960年代初頭にさまざまな科学者が始まったとき海底に関して自由に使えるデータを推論するために、理論の断片はすぐに適切になりました。

この質問は、プリンストン大学の地質学者で海軍少将のハリー・ハモンド・ヘスと、海洋底拡大という用語を最初に作り出した米国沿岸地理調査の科学者であるロバート・S・ディーツに特に興味をそそられました。ディーツとヘス(前者は1年前にネイチャーで同じアイデアを発表しましたが[62]、優先順位は1960年までに1962年の記事の未発表原稿をすでに配布したヘスにあります)[63]海洋底拡大の幅広い意味と、それが当時の大陸移動説やホームズのような以前の労働者によって提案されたエレガントで機動性のあるモデルに最終的にどのように同意するかを本当に理解した少数の人々の中にいました。

同じ年に、米国地質調査所のロバートR.コーツは、アリューシャン列島における島弧沈み込みの主な特徴について説明しました彼の論文は、当時はほとんど注目されていなかった(そして嘲笑されていた)が、それ以来「セミナル」および「予知」と呼ばれている。実際には、1930年代から1950年代までの間に、ヨーロッパの科学者による島弧と山岳地帯の研究が米国でも適用され、評価されたことを示しています。

地球の地殻が海嶺に沿って拡大していた場合、ヘスとディーツはホームズや他の人々のように彼らの前で推論しました、それは他の場所で縮小しているに違いありません。ヘスはヒーゼンに続き、新しい海洋地殻がコンベヤーベルトのような動きで尾根から離れて継続的に広がることを示唆しました。そして、以前に開発されたモビリスティックな概念を使用して、彼は、数百万年後、海洋地殻は、たとえば太平洋海盆の縁に沿って、海溝(非常に深くて狭い峡谷)が形成される大陸縁辺に沿って最終的に下降すると正しく結論付けました。ヘスが行った重要なステップは、対流がこのプロセスの推進力であり、ホームズが数十年前に持っていたのと同じ結論に到達することでしたが、海洋地殻の薄化が尾根に沿って広がるヒーゼンのメカニズムを使用して実行されたという唯一の違いがあります。したがって、ヘスは、太平洋が拡大している間に大西洋が拡大していると結論付けました。縮んでいた。古い海洋地殻は塹壕で「消費」されているので(ホームズや他の人のように、彼はこれが大陸リソスフェアの肥厚によって行われたと考えました。現在理解されているように、海洋地殻自体をマントルに押し込むことによってではありません) 、新しいマグマが上昇し、広がる尾根に沿って噴出し、新しい地殻を形成します。事実上、海盆は永続的に「リサイクル」されており、新しい地殻の形成と古い海洋リソスフェアの破壊が同時に起こっています。このように、新しいモビリスティックな概念は、なぜ海洋底拡大で地球が大きくならないのか、海底に堆積物がほとんど蓄積されないのか、そしてなぜ海洋岩が大陸岩よりはるかに若いのかをきちんと説明しました。

磁気ストライピング

海底磁気ストライピング。
磁気ストライピングのデモンストレーション。(色が濃いほど、通常の極性に近くなります)

1950年代から、Victor Vacquierのような科学者は、第二次世界大戦中に潜水艦を検出するために開発された空中装置を改造した磁気機器(磁力計)を使用して、海底全体の奇妙な磁気変動を認識し始めました。玄武岩(海底を構成する鉄分が豊富な火山岩)には強磁性鉱物(磁鉄鉱)が含まれていることがわかっていたため、この発見は予想外でしたが、まったく驚くべきことではありませんでした。)そしてコンパスの読みを局所的に歪める可能性があります。この歪みは、早くも18世紀後半にアイスランドの船員によって認識されました。さらに重要なことに、マグネタイトの存在は玄武岩に測定可能な磁気特性を与えるため、これらの新たに発見された磁気変動は、深海底を研究するための別の手段を提供しました。新しく形成された岩石が冷えると、そのような磁性材料はその時の地球の磁場を記録しました。

1950年代にますます多くの海底がマッピングされるにつれて、磁気変動はランダムまたは孤立した発生ではなく、認識可能なパターンを明らかにしました。これらの磁気パターンを広い領域にマッピングすると、海底はシマウマのようなパターンを示しました。1つのストライプは通常の極性で、隣接するストライプは逆の極性です。通常および逆分極した岩石のこれらの交互のバンドによって定義される全体的なパターンは、磁気ストライピングとして知られるようになり、1961年にRon G. Masonとその同僚によって公開されましたが、これらのデータの説明は数年後のVine、Matthews、Morleyのような海洋底拡大説。[64]

磁気ストライピングの発見は説明を必要としました。1960年代初頭、Heezen、Hess、Dietzなどの科学者は、海嶺が海嶺の頂上に沿って縦に2つに裂けていた構造的に弱いゾーンを示していると理論付け始めました(前の段落を参照)。地球の深部からの新しいマグマは、これらの弱いゾーンを通って容易に上昇し、最終的には尾根の頂上に沿って噴出し、新しい海洋地殻を作成します。このプロセスは、最初は「ベルトコンベア仮説」と呼ばれ、後に海洋底拡大と呼ばれ、何百万年にもわたって運用され、長さ50,000kmの中央海嶺のシステム全体に新しい海底を形成し続けています。

磁気ストライプの「ゼブラパターン」の地図が公開されてからわずか4年後、1963年にローレンスモーリーフレッドヴァインドラモンドマシューズによって独立して、海洋底拡大とこれらのパターンの間のリンクが正しく配置されました[65]。現在、Vine–Matthews–Morley仮説と呼ばれています。この仮説は、これらのパターンを地磁気逆転に関連付け、いくつかの証拠によって裏付けられました。[66]

  1. 縞模様は、中央海嶺の頂上を中心に対称です。尾根の頂上またはその近くでは、岩は非常に若く、尾根の頂上から離れるにつれて次第に古くなります。
  2. 尾根の頂上にある最年少の岩は常に現在の(通常の)極性を持っています。
  3. 尾根の頂上に平行な岩の縞は、磁気の極性が交互になり(通常-逆-通常など)、地球の磁場の(独立した研究からすでに知られている)通常と反転のエピソードを記録するさまざまな時代に形成されたことを示唆しています。

ゼブラのような磁気ストライピングと中央海嶺システムの構築の両方を説明することにより、海洋底拡大説(SFS)はすぐに変換を獲得し、プレートテクトニクス理論の開発におけるもう1つの大きな進歩を表した。さらに、海洋地殻は現在、地球の磁場の地磁気反転(GMFR)の歴史の自然な「テープ記録」として評価されるようになりました。今日、広範な研究は、一方では海洋地殻の法線反転パターンの較正に専念しており、他方では堆積シーケンス(地磁気層序)の玄武岩層の年代測定から導き出された既知のタイムスケールで、過去の拡散率の推定値に到達しています。プレートの再構築。

理論の定義と洗練

これらすべての考慮事項の後、プレートテクトニクス(または当初は「新しいグローバルテクトニクス」と呼ばれていた)が科学の世界ですぐに受け入れられるようになり、概念を定義する多数の論文が続きました。

  • 1965年、海洋底拡大説と大陸移動説の推進者であったツゾー・ウィルソン[67]は、モデルにトランスフォーム断層の概念を追加し、プレートの移動性を高めるために必要な断層タイプのクラスを完成させました。地球上でうまくいきます。[68]
  • 大陸移​​動に関するシンポジウムが1965年にロンドン王立学会で開催されました。これは、科学界によるプレートテクトニクスの受け入れの公式な始まりと見なされなければならず、その要約はBlackett、Bullard&Runcorn(1965)として発行されます。このシンポジウムでは、エドワードブラードとその同僚が、有名な「ブラードフィット」として知られるようになった、大西洋の両側に沿った大陸が海を閉じるのにどのように最適であるかをコンピューター計算で示しました。
  • 1966年、ウィルソンは以前のプレートテクトニクスの再構築に言及した論文を発表し、現在「ウィルソンサイクル」として知られているものの概念を紹介しました。[69]
  • 1967年、アメリカ地球物理学連合の会議で、W。ジェイソンモーガンは、地球の表面が相互に移動する12枚の剛体プレートで構成されていることを提案しました。[70]
  • 2か月後、Xavier Le Pichonは、相対運動を伴う6つの主要なプレートに基づく完全なモデルを公開しました。これは、プレートテクトニクスの科学コミュニティによる最終的な受け入れを示しました。[71]
  • 同じ年に、マッケンジーとパーカーは、プレートの動きを定義するために球の平行移動と回転を使用するモーガンと同様のモデルを独自に提示しました。[72]

プレートテクトニクス革命

プレートテクトニクス革命は、プレートテクトニクス理論の受容から発展した科学的および文化的変化でした。このイベントは、パラダイムシフトと科学革命でした。[73]

生物地理学への影響

大陸移​​動説は、生物地理学者が、異なる大陸で見られるが、類似した祖先を持つ現在の生命の分離した生物地理学的分布を説明するのに役立ちます。[74]特に、それは平胸類のゴンドワナ大陸分布南極植物相を説明している。

プレートの再構築

再構成は、過去(および将来)のプレート構成を確立するために使用され、古代の超大陸の形状と構成を決定するのに役立ち、古地理の基礎を提供します。

プレート境界の定義

現在のプレート境界は、それらの地震活動によって定義されます。[75]既存のプレート内の過去のプレート境界は、消滅した海を示すオフィオライトの存在など、さまざまな証拠から特定されています。[76]

過去のプレート運動

地殻変動は約30億年から35億年前に始まったと考えられています。[77] [78] [なぜ?]

過去のプレート運動を制限するために、さまざまなタイプの定量的および半定量的情報が利用可能です。西アフリカと南アメリカの間などの大陸間の幾何学的な適合は、依然としてプレート再構築の重要な部分です。磁気ストライプパターンは、ジュラ紀に遡る相対的なプレート運動への信頼できるガイドを提供します[79]ホットスポットの軌跡は絶対的な再構成を提供しますが、これらは白亜紀にのみ利用可能です[80]古い再構成は主に古地磁気極データに依存していますが、これらは緯度と回転のみを制約し、経度は制約しません。特定のプレートで異なる年代の極を組み合わせて、見かけの極のふらつき経路を生成することは、時間の経過とともに異なるプレートの動きを比較するための方法を提供します。[81]追加の証拠は、特定の堆積岩タイプの分布、[82]特定の化石群によって示される動物相の州、および造山帯の位置から得られます。[80]

大陸の形成と崩壊

プレートの動きは、大陸のほとんどまたはすべてを含む超大陸の時折の形成を含む、時間の経過とともに大陸の形成と崩壊を引き起こしました。超大陸のコロンビアまたはヌナは、2億年から18億年前に形成され、15億年から13億年前に崩壊しまし[83]大陸ロディニアは、約10億年前に形成され、地球の大陸のほとんどまたはすべてを具現化し、約6億 年前に8つの大陸に分裂したと考えられています。後に8つの大陸が再集合して別の超大陸と呼ばれるパンゲア; パンゲアは、ローラシア大陸(北アメリカとユーラシア大陸になりました)とゴンドワナ大陸(残りの大陸になりました)に分かれました。

世界で最も高い山脈であるヒマラヤは、2つの主要なプレートの衝突によって形成されたと考えられています。隆起する前は、テチス海に覆われていました

現在のプレート

プレートテクトニクスマップ

それらがどのように定義されているかに応じて、通常、アフリカ南極ユーラシア北アメリカ南アメリカ太平洋、およびインドオーストラリアの7つまたは8つの「主要な」プレートがあります。後者は時々インドオーストラリアのプレート に細分されます。

数十の小さなプレートがあり、そのうちの7つはアラビアカリブ海フアンデフカココスナスカフィリピン海スコシアです。

構造プレートの現在の動きは、今日、地上局の測定値で較正されたリモートセンシング衛星データセットによって決定されています。

その他の天体(惑星、衛星)

地球型惑星でのプレートテクトニクスの出現は惑星の質量に関連しており、地球よりも重い惑星がプレートテクトニクスを示すと予想されています。地球は、豊富な水(シリカと水が深い共晶を形成する)による構造活動のために、境界的なケースである可能性があります。[84]

金星

金星はアクティブなプレートテクトニクスの証拠を示していません。惑星の遠い過去に活発なテクトニクスの議論の余地のある証拠があります。しかし、それ以降に起こった出来事(金星のリソスフェアが数億年の間に大幅に厚くなったというもっともらしく一般的に受け入れられている仮説など)は、その地質記録の過程を制約することを困難にしました。しかし、保存状態の良い多数の衝突クレーターが、金星の表面をほぼ年代測定するための年代測定法として利用されてきました(これまでのところ、より信頼性の高い方法で年代測定される金星の岩石の既知のサンプルがないため)。導出された日付は、最大1,200歳ですが、主に5億年から7億5000万年前の範囲です。 百万年前が計算されています。この研究は、金星がその遠い過去に少なくとも一度は本質的に完全な火山の表面再建を経験し、最後の出来事がほぼ推定表面年齢の範囲内で起こったというかなり広く受け入れられた仮説を導きました。このような印象的な熱イベントのメカニズムは、金星の地球科学で議論されている問題のままですが、一部の科学者は、プレート運動をある程度含むプロセスを提唱しています。

金星のプレートテクトニクスの欠如の1つの説明は、金星の温度が高すぎてかなりの水が存在できないことです。[85] [86]地球の地殻は水に浸されており、水はせん断帯の発達に重要な役割を果たしていますプレートテクトニクスは、地殻スライスが移動できる地殻の弱い表面を必要とし、水がないためにそのような弱体化が金星で決して起こらなかったのかもしれません。しかし、一部の研究者[誰?]プレートテクトニクスがこの惑星で活動していた、またはかつて活動していたことを確信し続けてください。

火星

火星は地球や金星よりもかなり小さく、その表面と地殻に氷の証拠があります。

1990年代に、火星地殻二分法がプレートテクトニクスプロセスによって作成されたことが提案されました。[87]今日の科学者たちはこれに同意せず、サザンハイランズの地殻を厚くしてタルシスを形成した火星のマントル内の湧昇[88]か、ノーザンハイランズを発掘した巨大な衝撃によって作成されたと考えています。[89]

マリネリス峡谷は構造境界である可能性があります。[90]

1999年にマーズグローバルサーベイヤー宇宙船が火星の磁場を観測したところ、この惑星で発見された磁気ストライピングのパターンが示されました。一部の科学者は、これらを海洋底拡大などのプレートテクトニクスプロセスが必要であると解釈しました。[91]しかし、それらのデータは「磁気逆転テスト」に失敗します。これは、それらがグローバル磁場の極性を反転させることによって形成されたかどうかを確認するために使用されます。[92]

氷の衛星

木星の衛星いくつかは、プレートテクトニクススタイルの変形に関連しているかもしれない特徴を持っていますが、材料と特定のメカニズムは地球上のプレートテクトニクス活動とは異なるかもしれません。2014年9月8日、NASAは、木星の衛星であるエウロパでプレートテクトニクスの証拠を発見したことを報告しました。これは、地球以外の別の世界での沈み込み活動の最初の兆候です。[93]

土星の最大の衛星であるタイタンは、2005年1月14日にタイタンに着陸したホイヘンスプローブによって撮影された画像で構造活動を示すことが報告されました。 [94]

太陽系外惑星

地球サイズの惑星では、水の海がある場合、プレートテクトニクスが発生する可能性が高くなります。しかし、2007年に、2つの独立した研究者チームが、より大きなスーパーアースでのプレートテクトニクスの可能性について反対の結論に達しました[95] [96]。一方のチームはプレートテクトニクスが一時的または停滞するだろうと述べ[97]、もう一方のチームはプレートテクトニクスは、たとえ惑星が乾燥していても、スーパーアースで発生する可能性が非常に高いと言っています。[84]

プレートテクトニクスの考察は、地球外知性地球外生命体の探索の一部です。[98]

も参照してください

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ソース

記事

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