プレート・テクトニクス I• プレートテクトニクスとは？• プレートテクトニクス革命

大陸移動説 (~1910)海洋底拡大説 (~1962-3)プレートの幾何学 (~1965-8)

• プレートテクトニクス: 予測性とその検証海洋プレートの成長宇宙・衛星測地

Plate tectonic dichotomy

陸 海大陸移動 海洋底拡大

地殻 マントル遅い･軽い･硬い 速い･重い･軟らかい

リソスフェア アセノスフェア（プレート）

固い 柔らかい

「科学革命」としてのプレートテクトニクス

科学の進歩 ＝ “パラダイム”の変換「科学革命の構造」トーマス・クーン著（みすず書房）

プレートテクトニクス理論の成立過程 (1960年代)：fixist → mobilist へのパラダイム変換「新しい地球観」 上田誠也著 （岩波新書）“New view of the Earth”

#「プレートテクトニクスの拒絶と受容―戦後日本の地球科学史」泊次郎著（東大出版）

“元祖” 大陸移動説：「大陸と海洋の起源」 A.ウエゲナー著（岩波文庫）

#「地震・プレート・陸と海」 深尾良夫著 （岩波ジュニア新書）

プレート・テクトニクス理論

• 地球の最表層は，１０数枚のプレート（plate）と呼ばれる剛体の板でおおわれている

• 個々のプレートは独立に動き，プレート内では変形は起きない

• プレートの境界は，発散境界，収束境界，横ずれ境界に分類され，それぞれ中央海嶺，海溝，トランスフォーム断層と呼ばれる

• 新しいプレートは，発散境界で海洋底拡大によって生成される

• プレートは沈み込みに依って消滅する• 地球の表面積は一定である

��

��

プレートとプレート境界

三種類のプレート境界

プレートテクトニクスの成立（０）大陸移動説（Wegener, 1910-29）

＃学説の進化：“説”→“論”→“学”

古生物学

測地学地球物理学古気候学

地質学・氷床学

～３億年前

マントルが“柔らかい”証拠：• 地球の形（丸い・丸くない）• 氷床跡の上昇• アイソスタシー

プレートテクトニクスの成立（０）マントル対流説（Holmes, 1929）

Glacial rebound

地球型惑星の地形の高度頻度分布

Isostasy（アイソスタシー）

プレートテクトニクスの成立（１）大陸移動説の復活（1950’s）

古地磁気学による実証

地球双極子磁場とその逆転

岩石磁気→ “地磁気時計”K-Ar

古地磁気学 → ～450万年前まで

プレートテクトニクスの成立（２）geopoetry (Hess, 1962)

プレートテクトニクスの成立（２）海洋底拡大説

海洋底観測 →地磁気異常の縞模様 (の謎)

プレートテクトニクスの成立（２）海洋底拡大説

地球磁場の逆転と海洋底のテープレコーダーモデル

Vine&Mathews (1963)

プレートテクトニクスの成立（２）海洋底拡大説

海洋底の年代の決定

陸の古地磁気学による

中央海嶺は本当に対称？

(sea-floor spredding)

大西洋中央海嶺（アイスランド南）

プレートテクトニクスの成立（２）海洋底拡大説

プレートテクトニクスの成立（２）深発地震面→ 沈み込み帯

Wadati-Benioff zone

海洋底の“大断層”？

プレートテクトニクスの成立（２）トランスフォーム断層

combinations of 3 plate boundaries

Wilson (1965)

プレートテクトニクスの成立（３）トランスフォーム断層と地震

Sykes (1967)

プレートの幾何学から予想されること• 横ずれ境界（トランスフォーム断層）は小円にそう

• 発散境界（海嶺）は極を通る大円上

• 収束境界での相対運動は小円にそう

• 相対速度は極からの角距離に依存

• 海洋底は海嶺から離れるにつれて古くなる

プレートの相対運動＝オイラー極

プレートテクトニクスの成立（４）地震断層の運動

プレートの相対運動＝オイラー極

McKenzie&Parker (1967)

Kanamori (1971)

プレートテクトニクスの成立（５）相対速度の極距離依存性

Morgan (1968)

プレートテクトニクスの成立（６）プレート境界の幾何学

Le Pichon (1968)

海底の年齢