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ようこそ

あなたの足元の地面は堅い。永続的。動かさない。

それらはそれらではない。

今、読んでいるこの瞬間、あなたが座っている地面は移動している:ゆっくりと、決して止まらない、指の爪が生長するスピードで。

数百万年間、そのゆっくりとしたクレープは大陸を引き裂いた、地球上の最高の山を築いた、都市を破壊する地震を引き起こした。

今日、私たちはそれらすべてを動かすエンジンを理解することになる。

奇妙な観察

世界中の誰もが信じなかった男

1912年、アルフレッド・ヴェーガーというドイツの気象学者が、南米の東岸とアフリカの西岸がパズルピースのように互いにつながることに気づいたことに気づいた。

彼は、すべての大陸が一度連合した巨大大陸を呼んだ パンガエア(「すべての土地」を意味するギリシャ語)と呼ばれるものがあり、それらが徐々に離れて移動したと提案した。

科学者たちは彼を笑った。彼らは、地球上の力が十分に強力であることを想像できなかった。ヴェーガーは1930年にグリーンランドの遠征で亡くなり、彼のアイデアが受け入れられる前に彼はそのアイデアを見なかった。

それが30年後:海底をマッピングする新技術が登場するまで、世界はヴェーガーが正しいことを理解した。

世界地図を見てください:物理的なものや頭の中にあるものでも構いません。大陸がパズルピースのように互いにつながりそうに見えるものは誰かを名指しすることができますか?少なくとも1つのペアを名指ししてください。

地球の内部は何ですか?

層を剥がす

地球の径方向の断面画像

地球を半分に切ると、4つの主要な層が見られます:


地殻:最も外側の層です。非常に薄い:リンゴの皮の比率と同じです。オセアニアの地殻は7 kmほど厚みがあります。大陸地殻の平均厚さは35 kmです。それは地球の周囲の12,742 kmと比べてまだ薄いものです。


マントル: 地殻の下に位置し、厚さは約2,900kmです。このマントルは熱い、密度の高い岩石で構成されています。上部マントルは部分的に溶融しており、非常にゆっくりと流動しています:ストーブの上で温められた蜂蜜のように。流動層は アステノスフェア と呼ばれています。


外核: 液体の鉄とニッケルからなる層で、厚さは約2,200kmです。この金属は非常に熱い(4,500~5,500°C)ため、金属は溶融しています。この流動金属は地球の磁場を生成します。


内核: 地球の中心に位置し、鉄とニッケルでできた固体の球です。半径は約1,220kmで、地球上で最も熱い部分です。太陽の表面よりも hotter than the surface of the Sun。

ここにパズルがあります:内核は外核よりも熱いのに、内核は固く、外核は液体です。なぜ何かが熱いのに固くなり、何かが冷たいのに液体になるのですか?

Broken Shell

破れたひじかけ

地球の地殻は連続した殻ではなく、約 15つの主要なテクトニックプレート(および多数の小さいもの)で構成されています。これらはひじかけのように折れた卵殻のように互いにつながっています。

これらのプレートは薄いものではありません。これらは地殻とマントルの上部、総称して リトスフェア と呼ばれるものを含んでいます。リトスフェアは硬く、厚さが70-150kmで、より柔らかい、部分的に溶融した アステノスフェアの上に浮いているものです。

いくつかのプレートは大陸を運ぶもの(大陸プレート)があり、他のものは海底を運ぶもの(海洋プレート)があります。多くのプレートは両方を運んでいます。

最大のプレートは 太平洋プレート で、ほとんどが海洋的なものです。あなたは、おそらく 北米プレート の上に座っています。このプレートは、ミッド大西洋隆起からアメリカ合衆国の西海岸まで伸びています。

プレートが動く理由

対流:エンジン

マントルの深くでは、核への近さで非常に熱い岩石があります。熱い岩石は密度が低くなり、上昇します。表面に近づくにつれて冷却され、密度が高くなり、再び下降します。これにより、コンベクション流という名のゆっくりとした円形の流れが形成されます。

ストーブの上で加熱される水のポットを考えてみてください: 底の水が熱くなり、上昇し、表面で冷却され、再び下降します。マントルも同様に動作します: ただし、岩石で、非常に遅くに。

これらのコンベクション流は、徐々に動くコンベヤーベルトの上に浮かしている物体のように、プレートを引っ張ります。

プロセスは遅く、プレートは年間で2から15センチメートル移動しますが、百万年単位でこのプラネットの全表面を再構築します。

テクトニックプレートは何兆トンの重さがあります。マントルの対流現象が非常にゆっくり動くにも関わらず、どれだけの力を持って何かがそのような大量のものを押し上げることができるかを考えます。速度よりも持続力が重要だと考えてください。

3つの境界のタイプ

プレートが接する場所

プレート境界の3種類: 分散的、収束的、変形的

地球上で最も劇的な地質学が起こるのは、プレートが接する場所です: その場所を境界と呼びます。3つのタイプがあります:


分散境界: プレートが離れます。マントルからマグマが上昇し、隙間を埋めることで新しい地殻が形成されます。ミッドアトランティック隆起は、北米プレートとユーラシアプレートの間のアトランティック海洋の真ん中を走る分散境界です。アイスランドはその上に位置し、実際にはプレートの境界に立つことができます。


収束境界: プレートが互いに向かって移動します。海洋プレートが大陸プレートにぶつかる場合、マントルから上昇するより密な海洋プレートは沈み込みプロセスを経験します。2つの大陸プレートが衝突する場合、どちらも沈み込まず、山脈に屈曲します。ヒマラヤ山脈は、インドプレートがユーラシアプレートに衝突した場所で形成されました。


変形境界: プレートが横方向に互いをすり抜けます。カリフォルニアのサンアンドレアス断層は、太平洋プレートと北米プレートが互いをすり抜ける変形境界です。このプロセスは頻繁な地震を引き起こします。

山の成長

ひみつを秘めたヒマラヤ山脈

約5,000万年前、インドプレートは、地質学的に速いスピードで北進していたプレートがユーラシアプレートに衝突しました。

どちらのプレートも海洋プレートではありませんでした。どちらも厚い、浮力が大きく、沈むのに十分な軽さがありませんでした。

それで、地表がくずれ、湾曲し、上向きに押し上げられました。衝突は、地球上で最高の地点である8,849メートルのマウンテンバフティ、エベレストを含むヒマラヤ山脈を作り出しました。

そして、衝突は終わっていません。インドプレートは、約1センチメートル毎年でアジアに押し込まれ、ヒマラヤ山脈は依然として成長しています。

ヒマラヤ山脈は、1年間で約1センチメートル成長しています。この成長の責任を持つプレート境界のタイプは何で、山が成長する理由は何ですか?

火の輪

災害の舞台

地震と火山の主要なものをマップに描いたとき、パターンがすぐに浮き彫りになります。どれだけの割合がプレート境界に集中していますか?

最も劇的な例は、火の輪: 太平洋オセアンに囲まれた馬蹄形の帯で、太平洋プレートが複数の他のプレートと衝突しています。世界の活火山の約75%と、地震の約90%が火の輪に集中しています。

これは偶然ではありません。地震はプレートが突然スライドして、蓄積されたストレスが解放されることがあります。火山は、沈み込むプレートが溶解し、溶融した岩が上昇する場所で形成されます。


リヒター階級は地震のマグニチュードを測定します。全数値の増加は約32倍のエネルギーを含みます。マグニチュード7の地震は、マグニチュード5のものに比べて約1,000倍のエネルギーを放出します。

なぜ境界?

つなぎ合わせる

TECTONICプレートの内部は比較的安定しています。岩石は固く、プレートは一体で動いており、地殻が割れ目が開くか溶ける理由はありません。

しかし、境界ではプレートが磨り減らし、引き離されるか衝突します。その場所で応力が蓄積し、地殻が破壊され、溶岩が脱出ルートを見つけるのです。

ガラスの板を考えます。中は強いですが、辺りや隅でひびが開くところです。

地震と火山がプレート境界ではなく、プレートの中央で起こることが多いのはなぜですか?3つの境界タイプについて学んだことをもとに説明してください。

どのようにしてわかったのか?

どこでも証拠が見られます

ウェゲナーは1912年に大陸漂移を提案しましたが、メカニズムを説明することができませんでした。現代の証拠は彼が何度も証明されています:


化石の分布: ブラジルと西アフリカでMesosaurus(淡水爬虫類)の同一種の化石が見つかりますが、どこ_elseではありません。この爬虫類は大西洋を泳いでいることができません。大陸が接合していたことを示しています。


マッチングな岩: スコットランドの山脈は、アメリカ東部のアパラチア山脈と大陸を押し戻すとぴったり一致します。同じ岩、同じ時代、同じ形成:大西洋を隔てて。


氷河の傷: アフリカ、インド、南米、オーストラリアで古代の氷河の傷が見られ、それらはすべてアントアルティカに位置する単一の氷帽に向かっています:正確にそれらの大陸がパンガエアにあった場所です。


GPS測定: 今日、GPS衛星を使用してプレートの動きを直接測定することができます。北米は年間で約2.5センチメートルでヨーロッパから離れています。リアルタイムで見ることができます。

未来の地球

どこに向かっていますか?

プレートが現在の速度で動くとすれば、地質学者は将来の大陸の位置を予測することができます。

2500万年 以後、大陸が再び衝突し、新しい超大陸になることが期待されています。科学者たちは、それぞれのモデルによって異なる名前で呼んでいます:パンガエア・ウルティマアマジア、またはノボパンゲア

大西洋は閉じます。アフリカはヨーロッパと融合します。オーストラリアは南東アジアに北上します。

これはこれまでに何度かありました。パンガエアは初めての超大陸ではありません:数億年前に何度か存在していました。分裂と再構成のサイクルは約 400-5000万年で行われます。地質学者たちはこれを超大陸サイクルと呼んでいます。

プレートが年間で2-5センチ移動する場合、2500万年後には大陸はどこにありますか?世界はどのようなものになるでしょうか。このレッスンの証拠を用いて、最良の予測を行ってください。

何を覚えておくでしょうか。

大きな見方

地球は静止していません。むしろ、常に動き、揺れる惑星です:薄い外殻が徐々に動く岩の海の上にLead。

すべてが繋がっています:対流流動がプレートの動きを引き起こします;プレート境界は地震、火山、山脈を生み出します;証拠は化石、岩石、GPSデータに記されています。

アルフレッド・ヴェーゲナーは100年前にパズルピースを見ました。それは世界が数十年後に追いつくまで、世界は理解するのに時間を要しました。今日、プレートテクトニクスは科学のすべての分野で最も強力な枠組みのひとつです:日本が地震を起こす理由から、山頂に貝殻が見られる理由まで、すべてを説明しています。

このレッスンで最も興味深いまたは驚くべきことの一つまたは二つを簡潔に述べてください。それはどのようなものでしょうか。