授業科目『地球とその環境』

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第７回　大陸地殻と海洋地殻

配付プリント等｜補足説明｜参考

配付プリント等

地殻は、おもに海嶺付近で形成された海洋地殻と、おもに沈み込み帯（海溝付近）で形成された大陸地殻からなる。これらの地殻は上部マントルの一部と共にリソスフェアつまりプレートを構成するが、形成条件を反映して異なる特徴をもつ。授業では、両者の特徴の違いを中心として、地殻がどのようにして形成され、どのような性質を持つのかについて、プレートテクトニクスの観点から説明する。
ビデオ『プレート運動の理論』（30分）〔最新地球科学教育ビデオシリーズ　地球を探る　全26巻の第6巻〕
配布プリント2枚。出席票。
【1枚目】
図5.16、図5.18、図5.19…『地球』（247,250,251p）
図11.1、図11.7、図11.8…『図説地球科学』（101,104p）
図2-14、図2-15、図2-19、図2-24…『地球の水圏－海洋と陸水』（28,34,40p）
【2枚目】
図6.4、図6.9、図6.13、図6.14…『新しい地球史　46億年の謎』（133,148,163,164p）
図3.11、図3.14、図4.5、図4.12、図4.13、図4.16…『地球のダイナミックス』（111,119,139,152,154,162p）
プレートテクトニクス・モデルにより、大陸地殻と海洋地殻の関係を説明。
①3種類のプレート境界：
　（１）離れあう関係（発散）：海嶺〔海洋地殻〕、リフト（大地溝帯）〔大陸地殻〕
　（２）ぶつかりあう関係（収束）：沈み込み帯（海溝）〔海洋プレート｜大陸プレート〕、造山帯〔大陸プレート｜大陸プレート〕
　（３）すれ違う関係：トランスフォーム断層
②プレートと地殻：地球の化学的構造と物理的構造
　プレート（＝リソスフェア：厚さ100～150キロメートル）＝地殻（大陸地殻の平均厚さは30キロメートル、海洋地殻は5キロメートル程度）＋マントル最上層
③大陸地殻と海洋地殻：
　（１）海洋地殻：
　海嶺で生成し、沈み込み帯でマントルへ沈み込む。
　　【厚さ】平均5km程度。
　　【年齢】0～1.5億年程度。（プレートの移動速度と海洋の広さによるが、太平洋での海嶺と海溝間の距離を1.5万kmならびに移動速度を10cm/年とすれば、1.5億年かかることになる。）
　　【岩石】玄武岩（げんぶがん）（火成岩の中の火山岩に属する）が代表。マグマはマントル物質から生成。
　（２）大陸地殻：
　沈み込み帯の地下で生成。つまり、海洋地殻（＋水）がなければできない。
　　【厚さ】平均30km程度。
　　【年齢】0～30数億年程度。
　　【岩石】花崗岩（かこうがん）（火成岩の中の深成岩に属する）が代表。マグマは海洋地殻＋堆積物（海洋堆積物＋陸源堆積物）＋既存の大陸地殻から生成。
※沈み込んだ海洋プレートはスラブと呼ばれるが、上部マントルと下部マントルの境界付近（深度は約670km）に溜まることが地震波トモグラフィーなどにより推定されている。溜まったスラブが外核表面に落下し、大規模なマントル対流をひき起こすと予想されている。これは、プルームと呼ばれ、落下する側がコールド・プルームで、対流によって上昇する側がホット・プルームであるが、このように地球内部全体の物質循環メカニズムをプルームを中心にして説明しようとするモデルは、プルーム・テクトニクスと呼ばれる。

補足説明

全般

地球科学用語については『地球科学用語集』ページを参照。
単位については『単位について』のページを参照。
地質年代については『地質年代表』のページを参照。

地球内部構造の化学的分類と物理的分類｜１５枚のプレート｜プレート運動｜大陸プレートと海洋プレート｜地殻の厚さ｜

フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』による説明を参照してください。（英文による説明の方が詳しい場合が多いので、そちらもご覧ください。⇒各ページの左側の欄にある『各言語』から『English』を選んでください。）
■Category:地球の構造（Category:Structure of the Earth）／地球（Earth）／
■Category:プレートテクトニクス（Category:Plate tectonics）／プレートテクトニクス（Plate tectonics）／リソスフェア（Lithosphere）／アセノスフェア（Asthenosphere）／メソスフェア（Mesosphere (mantle)）／
■Category:プレート（Category:Tectonic plates）／プレート／太平洋プレート（Pacific Plate）／ユーラシアプレート（Eurasian Plate）／北アメリカプレート（North American Plate）／フィリピン海プレート（Philippine Sea Plate）／インド・オーストラリアプレート（Indo-Australian Plate）／インドプレート（Indian Plate）／南極プレート（Antarctic Plate）／南アメリカプレート（South American Plate）／ナスカプレート（Nazca Plate）／
■地殻（Crust (geology)）／
■List of tectonic plate interactions／
■Divergent boundary／海嶺（Mid-ocean ridge）／海溝（Oceanic trench）／大地溝帯（Great Rift Valley）／
■Convergent boundary／沈み込み帯（Subduction）／付加体（Accretionary wedge）／造山運動（Orogeny）／
■トランスフォーム断層（Transform fault）／
地殻とプレートの関係は、『地圏について』の『内部構造』のページを参照。
『プレート・テクトニクスとは』および『プルーム・テクトニクスとは』のページを参照。
地球の構造は『地球について』のページを参照。
〔参考〕ビデオ『プレート運動の理論』（30分）〔最新地球科学教育ビデオシリーズ　地球を探る　全26巻の第6巻〕
『この巻では、地震や火山活動、造山運動、海底拡大など、一見無関係に見える地質現象を、プレート境界でおこるプレートの相互作用という観点から統一的に理解することにつとめます。プレート運動の原動力となるマントル対流の様式、マントルから一筋の糸のようにわき上がってくる高温のプリュームなど、理論の基礎を解説します。』

【地球内部構造の化学的分類と物理的分類】

earth structure - The compositional and mechanical layers of the earth.

〔Visionlearning, Inc.によるViosionlearningの中の『Earth Structure』から〕

左側は化学的性質の違いにより、右側は物理的性質（特に硬さ）の違いにより分けられている。つまり、地殻＋マントル最上部＝リソスフェア（プレート）。プレートの厚さは100～150km程度。

〔産業技術総合研究所地質調査総合センターによる地質図のホームページの『日本の地質を知るページ』から〕
〔フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』の『メソスフェア』から〕

井田（1988）による〔『図説地球科学』（2-7p）から〕【見る→】

図1.4　大陸と海洋の地殻構造とP波速度
（‘地震・プレート・陸と海’、深尾、1985）。
（注：原図を表形式に変えたため、原図とは異なっている。）
構成物質の違いに対応して、地震波速度は、地殻とマントルの間で顕著な差をもつ。一方、地殻とマントル最上部（リッド）をまとめて、プレート運動の単位としてリソスフェアを考えることもできる。各層の厚さとP波速度は、むしろ概念的な値を示すもので、場所によっては、この値からかなりはずれることもある。
		大陸	海洋
地殻	↑ 30km ↓	大陸上部地殻（6km/s）
			海洋地殻（7km/s）	↑ 7km ↓	リソスフェア（プレート）
		大陸下部地殻（7km/s）
			マントル（8km/s）	↑ 80km ↓
マントル	↑ 120km ↓	マントル（8km/s）
			低速度層（7.8km/s）		アセノスフェア
		低速度層（7.8km/s）

【１５枚のプレート】

〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕

１５枚のプレート。プレートテクトニクスは、これらのプレートが水平運動を行うことによって起こる地質現象を説明するモデルである。地球内部の熱と物質は、とくにプレートの境界部に沿って地表へ流出するため、火山活動や地震の発生もこれらの境界部に多い。

〔面積が大きい順（下の表を参照）〕

1）太平洋プレート Pacific Plate
2）ユーラシアプレート Eurasian Plate
3）北アメリカプレート North American Plate
4）アフリカプレート African Plate
5）南極プレート Antarctic Plate
6）オーストラリアプレート Australian Plate
7）南アメリカプレート South American Plate

9）ナスカプレート Nazca Plate
10）インドプレート Indian Plate Plate
11）フィリピン海プレート Philippine Sea Plate
12）アラビアプレート Arabian Plate
13）カリブプレート Caribbean Plate
14）ココスプレート Cocos Plate

16）スコシアプレート Scotia Plate

23）ファンデフカプレート Juan de Fuca Plate

**Plate Area（プレートの面積）**
	Plate	Area （km²）
1	Pacific（太平洋プレート）	103,280,000
2	North American（北アメリカプレート）	75,888,000
3	Eurasian（ユーラシアプレート）	67,811,000
4	African（アフリカプレート）	61,334,000
5	Antarctic（南極プレート）	60,916,000
	Indo-Australian（インド・オーストラリアプレート）
6	Australian	47,152,000
7	South American（南アメリカプレート）	43,617,000
8	Somali	16,667,000
9	Nazca（ナスカプレート）	15,630,000
10	Indian（インドプレート）	11,920,000
11	Philippine（フィリピン海プレート）	5,447,000
12	Arabian（アラビアプレート）	5,010,900
13	Caribbean（カリブプレート）	3,319,000
14	Cocos（ココスプレート）	2,860,000
15	Caroline microplate（カロライナプレート）	1,720,000
16	Scotia	1,651,000
17	Fiji microplates	1,144,000
18	Burma microplate（ビルマプレート）	1,110,000
19	Tonga microplate（トンガプレート）	962,000
20	Mariana microplate	364,000
21	Bismark microplate（North Bismarck／South Bismarck）（北ビスマルクプレート／南ビスマルクプレート）	286,000
22	Solomon microplate（ソロモン海プレート）	254,000
23	Juan de Fuca（ファンデフカプレート）	252,000
24	South Sandwich microplate	166,000
25	Easter microplate（イースタープレート）	133,000
26	Juan Fernandez microplate	96,000
27	Rivera microplate	73,000
28	Gorda microplate	69,600
29	Explorer microplate	18,400
30	Galapagos microplate	12,000
W. K. Brown・K. H. Wohletzの両氏によるSFT and the Earth's Tectonic Platesから。リンクはフリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』。

【プレート運動】

プレート運動

プレートの動きと境界

〔文部科学省地震調査研究推進本部の『地震の基礎知識』の中の『地震発生のメカニズムを探る』から〕

プレート境界は次の３種：

①離れあう（発散）…（例）海嶺〔海洋プレートと海洋プレートの境界：海嶺は海洋地殻が誕生する場である〕
②ぶつかりあう（収束）…（例）沈み込み帯〔海洋プレートと大陸プレートの境界：沈み込み帯（海溝を含む）は海洋地殻が地表から消え去る（マントルへ沈み込む）場である〕、造山帯〔大陸プレートと大陸プレートの境界：例えばヒマラヤ山脈などの巨大山脈の生成の場となる〕
③すれ違う…トランスフォーム断層と呼ばれる。上記①と②のスムーズな運動のために必要。

【大陸プレートと海洋プレート】

Figure 10h-2: Structure of the Earth's crust and top most layer of the upper mantle. The lithosphere consists of the oceanic crust, continental crust, and uppermost mantle. Beneath the lithosphere is the asthenosphere. This layer, which is also part of the upper mantle, extends to a depth of about 200 kilometers. Sedimentary deposits are commonly found at the boundaries between the continental and oceanic crust.

〔Michael Pidwirny氏によるPhysicalGeography.netの『FUNDAMENTALS OF PHYSICAL GEOGRAPHY』の『CHAPTER 10: Introduction to the Lithosphere』の中の『(h). Structure of the Earth』から〕

地殻（海洋地殻と大陸地殻）＋マントル最上部＝リソスフェア（プレート）。プレートの厚さは100～150kmで、剛板（硬い板）のように振舞う。アセノスフェアは軟らかく（温度が高く、一部溶融しているらしい）、その上をプレートが滑るように水平移動する。

【地殻の厚さ】

How Thick Is the Earth's Crust?
This contour map of the thickness of the Earth's crust was developed from the CRUST 5.1 model. The contour interval is 10 km; we also include the 45 km contour for greater detail on the continents.

〔USGSによるEarthquake Hazardsの中の『The Earth's Crust』から〕

大陸地殻の平均の厚さは30～40kmだが、70kmを越すところもある。一方、海洋地殻は10km以下。

参考

｜日本周辺のプレート｜

【日本周辺のプレート】

ユーラシアプレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A6%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%82%B7%E3%82%A2%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Eurasian Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Eurasian_Plate
太平洋プレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E5%B9%B3%E6%B4%8B%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Pacific Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Pacific_Plate
北アメリカプレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%97%E3%82%A2%E3%83%A1%E3%83%AA%E3%82%AB%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
North American Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/North_American_Plate
フィリピン海プレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%AA%E3%83%94%E3%83%B3%E6%B5%B7%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Philippine Sea Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Philippine_Sea_Plate
オホーツクプレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%84%E3%82%AF%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Okhotsk Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Okhotsk_Plate
アムールプレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%A0%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Amurian Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Amurian_Plate

Map of the Amurian Plate and the adjacent tectonic plates (in French)

Wikipediaの『Amurian Plate』から

揚子江プレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8F%9A%E5%AD%90%E6%B1%9F%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Yangtze Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Yangtze_Plate
沖縄プレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%96%E7%B8%84%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Okinawa Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Okinawa_Plate
スンダプレート　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%B3%E3%83%80%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
Sunda Plate　　http://en.wikipedia.org/wiki/Sunda_Plate

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