プレート境界 ぶつかり合う境界②

プレートは海底にある大山脈、海嶺で作られます。

海嶺では地下から上昇してきたマグマが冷やされて固まり、新しいプレートが次々と誕生しています。

この誕生したプレートは山脈の左右に分かれて移動します。

そして長い年月をかけて海溝に到達し、大陸のプレートとぶつかって地下深く沈みこんでいきます。

要するに海嶺は左右に分かれて離れていく境界、海溝はぶつかり合って沈み込んでいく境界なのです。

プレートには大陸プレート(陸のプレート)と海洋プレート(海のプレート)があります。

海洋プレートは大陸プレートより密度が高く重いため、両者がぶつり合う場合は海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込んでいきます。

この沈み込みによってできる海底の深い溝状の地形を海溝といいます。

これが日本海溝です。

一方、大陸プレート同士がぶつかり合う場合は、どちらも密度が低くて軽いため沈み込みは起こらず大山脈を形成します。

これがヒマラヤ山脈です。

このようにプレート境界はダイナミックな場所なのです。




◆コーヒーブレイク◆

将来ハワイが日本海溝に沈んでしまうなんて!

でもそんな想像もつかないようなことが地球では起きているんです。

ヒマラヤ山脈も海の底だったわけですから。

では「日本沈没」も有り得ることなのでしょうか。

泳ぎが苦手な私は心配でなりません。




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プレート境界 ぶつかり合う境界①

前回お勉強したVLBI観測によると、つくば市とハワイは年間約6cmのスピートで近づいているそうです。

「大変、ぶつかる 逃げろー!」とあわてる必要はありません。

1億年も先のことです。

ハワイがある太平洋プレートは東太平洋海嶺で作られ日本へ向かって動いています。

そして日本海溝でつくば市がある北アメリカプレートとぶつかって地下深く沈みこんでいきます。

日本海溝はプレートがぶつかり合うまさに境界なのです。

ハワイは今後日本にどんどん接近し最後は日本海溝に沈んでしまうのです。

あのハワイがなくなるなんて残念な話ですよね。

続いてもう一つ、ヒマラヤ山脈のお話です。

ヒマラヤ山脈と言えば8000メートル級の高い山が連なることで有名ですが、何とそこからアンモナイトの化石が見つかっているんです。

アンモナイトと言えば海の生き物。一体どうしてなのでしょう?

その答えは・・・実は、ヒマラヤ山脈は4000万年前まで海の底だったのです。

ところがインド・オーストラリアプレートがユーラシアプレートにぶつかって大地が隆起して高い山脈ができたのです。

この隆起は今でも続いています。登るなら低いうちに!

プレートの境界がぶつかり合う場所もすごいことになっているんですね。




◆コーヒーブレイク◆

ハワイの話をしていると何だか急に行きたくなっちゃった。

青い空と青い海、降り注ぐ太陽、・・・

あー、何だか波の音が聴こえてきた。

そしてハワイアン音楽も。

ハワイアン音楽と言えばウクレレ。

高木ブーさんくらい弾けたらなぁー。




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VLBI

プレートが動いていることは分かりましたが、実際にはどうやって計測しているのでしょう?

1年に数cmという微小な動きを計測する方法はあるのでしょうか?

今回はその方法について触れます。

茨城県つくば市にある国土地理院に直径32mの巨大なパラボラアンテナがあります。

世界20カ国にもこれと同じようなアンテナが設置されています。

これらのアンテナを使って宇宙からの電波を受信して大地の動きを測定しています。

具体的には・・・

数十億光年離れたクエーサーと呼ばれる天体が放つ電波を複数のパラボラアンテナで同時に受信します。

そのとき場所によってわずかに受信した時刻が異なってきます。

この時刻の差により、電波がやってくる方向から見て2つのアンテナがどれだけ離れていたかがわかります。

このような観測を、3つ以上の天体に対して行うことにより、アンテナの3次元的な位置関係がわかります。

要するに2つのアンテナ間の距離が分かることになります。

この測量法をVLBI(Very Long Baseline Interferometry:超長基線電波干渉法)と呼んでいます。

年間数cmのプレートの移動距離を計測できるなんてすごい技術です。




◆コーヒーブレイク◆

今回は2点間の距離を測るVLBIという高い技術について勉強しました。

でも私たちの日常ではこれほどまで精度の高いものは必要ありません。

レーザー距離計やGPSなど技術はどんどん進歩していますが、

距離は実際に歩いて測れ というのが私の信条です。

さぁ、これを転がしながら歩こうではないか。

距離が分かると街歩きも楽しくなる?




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プレート境界 離れていく境界②

前回はプレートが離れていく境界についてアイスランドとエチオピアを見てきました。

そこには地球規模の壮大な景色が広がっていました。

是非一度見てみたいものです。

プレートが離れていく境界では、海嶺または地溝帯という地形を形成します。

海嶺とは海底にある火山活動の活発な大山脈のことです。

ここではアセノスフェアから供給されるマグマが湧き上がってきています。

マグマが固まり新しい海洋プレートが作られ、両方向に年間数cmから10cmずつ移動していきます。

アイスランドのギャオはこの海嶺が海面上に現れた珍しい場所です。

このようなプレートが新たに作られ、互いに離れていく境界は陸上の地溝帯でも見ることができます。

地溝帯の中心に活発な火山が分布し、新しく作られたプレートは互いに離れていきます。

代表的なものとしてアフリカ東部のアフリカ大地溝帯があります。

この地溝帯はアフリカ大陸の東部を南北に縦断していてここを境に大陸は裂けています。

地溝帯はやがて海に沈み海嶺となります。

要するに地溝帯は大陸の地殻が分裂して海洋の地殻に変わっていく場所なのです。

地球はダイナミックに動いているんですねー。




◆コーヒーブレイク◆

アフリカの大地溝帯って6000kmもあるんだって!

そして1億年後には海に。

勿論誰も見ることはできませんが。

地球って大変動しているんですね。

私たちの命ってあまりにも短かすぎる。

1億年後のことより10年後の自分のことを知りたいものです。




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プレート境界 離れていく境界①

アイスランドとエチオピアにプレートが離れていく場所があります。

そこでは一体どんな光景が見られるのでしょう?

調べてみました。

【アイスランド】

アイスランドは北アメリカプレートとユーラシアプレートの境界に位置しています。

これらのプレートは互いに離れていっています。

アイスランドにはギャオと呼ばれる大きく大地が裂けている場所があります。

その長さ何と約7km、深さは最大で約40m。澄んだ水で満たされている場所もあります。

この裂け目は今なお少しずつ広がり続けています。

【エチオピア】

エチオピアはアフリカプレートとアラビアプレートの境界に位置しています。

これらのプレートも互いに離れていっています。

エチオピアにはダナキル低地と呼ばれる、海面より低い大地が広がっています。

一面白く見えるのは何と「塩」なんです。

なぜこんな場所に塩があるかというと・・・

3000万年ほど前、エチオピアのあるアフリカ大陸とアラビア半島は一つにつながっていました。

ところがプレートが離れ、大地が引き裂かれてしまったのです。

この時、大地の表面だけがはぎ取られ、海面よりも下になった場所がありました。

その後、地殻変動によって中の海水が閉じ込められ干上がってできたのが塩の大地、ダナキル低地です。

ダナキル低地は海抜-100m、すぐ下に熱いマグマが迫っています。

たくさんの火山があり、火口が溶岩で満たされているところもあります。

これを「溶岩湖」と呼び、世界にたった5か所しかありません。

吹き上がる溶岩から地球の鼓動を感じることができるかもしれませんね。

アフリカプレートとアラビアプレートが離れていく影響で、アフリカには新しいプレートの境目ができつつあります。

これをアフリカ大地溝帯といいます。

地球の壮大なパワーを感じられる風景を一度見てみたい!




地球には絶景がいっぱいあるみたい。

行ってみたい、実際に見てみたいって思ってもおカネがなくちゃねー。

死ぬまでにおそらく行けないであろう場所をたくさん紹介している本があります。

「死ぬまでに行きたい!世界の絶景」

私は写真で楽しむしかないか。

でも考えてみると身近なところにもたくさん絶景はあるよね。

要はものの見方次第です。




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プレート境界

まずはプレートについてちょいと復習をしておきましょう。

地球は内側から、金属でできている内核、外郭、岩石からなるマントル、そして最も外側は薄い地殻で覆われています。

プレートはこの地殻とマントルの上部を指します。

そして地球の表層は10数枚のプレートで覆われていて、それぞれが別々の方向に動いています。

その速さは1年間に数cm~10cmほど。とてもゆっくりです。

では、この別々の方向に動いているプレートの境目は一体どうなっているのでしょう?

私たちが住む日本は何と4つのプレートの境界に位置しています。自ずと興味がわいてきますよね。

プレートの境界でのそれぞれのプレートの運動について考えてみると・・・

それぞれが別々の方向に動いているのだから、考えられる運動は3つ。

離れていくか、ぶつかるか、すれ違うか ですね。

実際その場所ではどのような光景を見ることができるのでしょう?

次回からそれぞれのプレート境界について詳しくみていきましょう。




◆コーヒーブレイク◆

プレートと聞くと、料理をのせるプレートを思い浮かべる私って変?

面白いプレートを見つけました。

コミックプレート!

料理がまるで漫画の中から飛び出してきたように見えます。

美味しそうに見えること間違いなし?

その前に料理を勉強しなくちゃ。




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プレートを動かす力

どうしてプレートは動くのでしょう?

如何に柔らかいアセノスフェアに乗っていても何もなきゃ動かないはず。

お答えしましょう。

内部ほど高温になっているマントルは対流していると考えられています。

対流とは物質の移動にともなって熱が伝わる現象のことです。

物質はあたたかくなると密度が小さくなって上昇し、冷たくなると逆に下降します。

要するに下部マントルからのあたたかい上昇流は上部マントルの上部で流れの向きを水平方向へと変え、冷えると下降していきます。

この上昇する流れをホットプルーム、下降する流れをコールドプルーム、そしてこの水平方向の流れがプレート=大陸を動かしています。

実際のプレートは空気や海水で冷やされるので固くなっています。

しかし地球の深い内部で起こっているマントルの対流のことがなぜ分かるのでしょう?

これも地震波の伝わる速さ(高温でやわらかい部分は遅い、低温で硬い部分は速い)を利用しています。

地球内部の構造を詳しく調べるために使われているのが地震波トモグラフィーです。

地震波トモグラフィーでは地球内部を伝わる地震波を解析して地球の断面図をつくります。

マントルには、ホットプルームと呼ばれる上昇流、コールドプルームと呼ばれる下降流、地球内部に沈み込んだプレートが地下約700kmでとどまっているスラブが存在することがわかっています。

プレートの下に溜まったスラブは重くなるとマントルの底までゆっくりと落ちていきます。(コールドプルーム)

そうするとマントルの深部にあった熱い物質が押しのけられてゆっくりと上昇していきます。(ホットプルーム)

こうしてマントルがゆっくりと対流し、表層の水平の流れがプレートを動かします。




◆コーヒーブレイク◆

マントルが対流しているなんて想像もつきませんよね。

そしてそのマントルの対流がプレートを1年に数cm押し動かしているとは!

そもそもマントルって硬いのでは?と思ってしまいます。

地球には不思議がいっぱい!

地学には地球スケールで物事を見る目が必要ですね。




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大陸移動説

プレートは一体どうして動くのでしょう?

そりゃ、プレートは柔らかいアセノスフェアの上に乗っているから動くこともあるんじゃない?

誰でも想像できますよね。これも地球内部のことが分かってきたからです。

実際のプレートの動きは年間で数cmから10cmくらい、乗っていて気が付くことはないですよね。

昔の人は気が付かなかったのでしょうか? そんなことはありません。

ドイツにウェゲナー(1880-1930)という気象学者がいました。

1910年、ウェゲナーは世界地図を見ていて、南アメリカ大陸とアフリカ大陸の向かい合う海岸線がよく似ていることに気がつきました。

そして、2つの大陸は繋がっていてもともとは1つの大陸だったのでは?と考えました。

その後、ウェゲナーは氷河の痕跡や化石など、2つの大陸がつながっていた様々な証拠を見つけました。

そして、すべての大陸はもともと1つの超大陸(パンゲア)から分かれて移動し、現在のような配置になったという「大陸移動説」を発表しました。

しかし、大陸が水平方向に動くしくみを説明できなかったため、この説は受け入れられませんでした。

また、ウェゲナーは気象学者だったため地質学者たちが認めなかったとも言われています。

しかし、彼の死後、1950年代に入ると岩石から様々な情報を読み取れるようになり、

さらに1960年代には海底の地形が研究され巨大な山脈が見つかりました。

この海底の大山脈こそがプレートが生まれてくる場所、そして大陸が動いている証拠だったのです。

こうして20世紀の中ごろ、ようやく大陸移動説が認められました。ほんの50年ほど前の話です。

そして現在ではプレートの動きから地球の変動を解明しようとする「プレートテクトニクス」と呼ばれる研究
が進められています。




◆コーヒーブレイク◆

大陸が動いているなんて! パンゲア!(←驚きの声)

といっても1年に数cm~10cm。何と遅い。

でも地球46億年という大きなスケールで見ると・・・

1年1cmとして1億年で1000km

1年10cmとしたら1億年で10000km

超ダイナミック!

もうわけわからへん。




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アセノスフェアとリソスフェア

地球の内部は「物質の違い」で地殻、マントル、核に区分されることを勉強しました。


地球の内部を「物質の性質の違い」、例えば流動のしやすさ(固体、液体)で区分すると、

流動しにくい(固体)は地殻、マントル、内核、流動しやすい(液体)は外核となります。

ところが詳しく調べると固体であっても長い目で見れば液体のように動く部分があることが分かりました。

今回はそれについて勉強します。

その前に少し前回の復習を。地球の内部を調べる方法には2つありました。

一つは「掘削」、実際に掘ってみる方法、そしてもう一つは「地震波」を利用する方法です。

因みに地球深部探査船「ちきゅう」は、世界最高の掘削能力を持っていますが、掘ることができるのは地下7,500mまでです。

それ以上に深い場所を調べるには「地震波」を利用するわけですが、流動のしやすさ(固体、液体)も地震波の伝わる速さによって調べることができます。

調査によりマントルの上部には地震波、特にS波の速さが数%遅くなる部分があることが分かりました。

地震波の速度が遅くなるのは、周囲より温度が高く柔らかいためだと考えられています。

この温度が高くて柔らかい部分を「アセノスフェア」、

その上の温度が低くて硬い部分、マントルの最上部と地殻をあわせた部分を「リソスフェア」と呼んでいます。

アセノスフェアは「柔らかい層」、リソスフェアは「岩石の層」、という意味です。

そしてこのリソスフェアをプレートと呼んでいます。

プレートは10数枚に分かれて地球を覆い、それぞれが年間数cm~10cmほどの速度で別々の方向に動いています。

つまり岩石でできている部分も流動しているということです。

次回はその謎に迫りましょう。

それにしてもスケールでかすぎ!




◆コーヒーブレイク◆

今日はプレートのお勉強でした。

何だかお腹が空いてきましたね。

そう、プレートと言えばホットプレート!

あれ、地球のプレートは熱くはないけど・・・熱いのはアセノスフェア!

これだから地学ガールは・・・

そんなことより今日はたこ焼きにしようか、焼きそばにしようか、・・・

奮発して焼肉にしようか。




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