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第６回　地圏（その１：地球表層環境−全般）

配付プリント等

• 『地圏（その１：地球表層環境−全般）』。講義内容は以下について。
  �@プレートテクトニクス：
  　１）海洋地殻：海嶺において、マントル物質の部分溶融体（マグマ）から生成（海底火山作用）。
  　　厚さは平均5km程度
  　　年令は0〜1.5億年〔海溝（沈み込み帯）付近でマントルへ沈み込むため、古い海洋地殻は地表から消えていく〕
  　　岩石は玄武岩が代表〔火成岩の中の火山岩の一種。また同じ組成の深成岩である斑レイ岩（ガブロ）も多い〕
  　２）大陸地殻：沈み込み帯において、海洋地殻・海洋堆積物（陸源堆積物も含む）・既存の大陸地殻の部分溶融体が地殻深部で固結することにより成長。つまり、海洋地殻が存在しないと、大陸地殻も存在できない。
  　　厚さは平均30km程度〔海洋地殻よりも密度が小さいので、一度生成すると長期間存続しやすい。〕
  　　年令は0〜数10億年〔同上。陸上には30億年を超える岩石も多く見られる。〕
  　　岩石は花崗岩が代表〔火成岩の中の深成岩の一種〕
  　３）プレート境界
  �A地質：
  　１）生成時代：
  　２）岩石の種類：
  　堆積岩…地表条件で生成（低温低圧）
  　変成岩…新たな条件下（高温高圧）で安定な鉱物に変化して生成
  　火成岩…マグマから生成
  �B地形：
  　１）内的営力（地熱エネルギー）
  　２）外的営力（太陽エネルギー、重力エネルギー）
  　３）風化作用→浸食作用・運搬作用・堆積作用
  ・大気中の二酸化炭素や酸素を溶存する水の作用により、岩石（実際はその構成鉱物）が溶解されたり分解されたりする作用を風化作用と呼ぶ。
  ・さらに、風化作用に生物（とくに植物）の作用が加われば、土壌が生成するが、これは土壌生成作用と呼ぶ。
  ・おもに水の物理的な作用により、浸食作用・運搬作用・堆積作用という一連の作用が起こる。
• 配布プリント２枚�D。出席票。
  【１枚目】
  （地球内部を伝わるP波の経路）、（地球内部の構造と性質）…『地球内部の構造と運動』（見返し）
  図21.2…『図説地球科学』（193p）
  【２枚目】
  図11.7、図11.8、図12.1、図12.2、図16.9…『図説地球科学』（104,108,109,151p）
  表1-1、表1-2、図5-1…『地表環境の地学−地形と土壌』（3,6,87p）

補足説明

全 般	環境学関連は『地球環境学』の関連ページを参照。 地球科学用語は『地球科学用語集』のページを参照。 環境学用語は『地球環境関連用語集』のページを参照。 単位については『単位』のページを参照。

• 地圏は『地圏について』のページを参照。
• プレートテクトニクスは『プレート・テクトニクスとは』のページを参照。

【化学的性質（組成）の違い〔左〕と物理的性質（硬さ）の違い〔右〕】

• earth structure - The compositional and mechanical layers of the earth. 〔Visionlearning, Inc.によるViosionlearningの中の『Earth Structure』から〕 左半分は化学的区分で、中心から核・マントル・地殻〔海洋/大陸〕と分けられ、右半分は力学的（物理的）区分で、中心から内核・外核・メソスフェア・アセノスフェア・リソスフェアと分けられる。『リソスフェア＝プレート』は『地殻』＋『マントル最上部』にあたる。

【プレートの断面】

• 〔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〕

  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〕 硬い『リソスフェア』（地殻＋マントル最上部）部分が、軟らかいマントルである『アセノスフェア』の上で水平方向の運動を行うというのが『プレートテクトニクス』モデルである。

【プレートとプレート境界】

• 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 主要なプレート。十数枚ある。

【３種のプレート境界】

• A cross section illustrating the main types of plate boundaries. Illustration by Jose F. Vigil from This Dynamic Planet -- a wall map produced jointly by the U.S. Geological Survey, the Smithsonian Institution, and the U.S. Naval Research Laboratory. 〔USGSのIndex of pubs.usgs.gov/gip/の『Earthquakes』の『Where Earthquakes Occur』から〕 プレートの３つの境界：（１）発散（divergent）、（２）収束（convergent）、（３）トランスフォーム〔断層〕。海洋地殻は海嶺（ridge）で誕生し、海溝（trench）〔沈み込み帯（subduction zone）〕でマントルへ沈み込む。沈み込み帯での火成作用により大陸地殻は誕生する。

【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〕 ３種のプレート境界：（１）発散（離れ合う）、（２）収束（近づき合う）、（３）トランスフォーム（すれ違う）。

【海底の年齢】

• 〔John C. Lahr氏によるHow to Build a Model Illustrating Sea-Floor Spreading and Subductionから〕 海底の年齢（放射年代による）。現在は濃い赤色で示され、古い時代は青色で示される。海嶺に近いほど若く、離れるにつれて古くなり、例えば日本列島の南東側では１億５０００万年より古い時代の海底が存在する。海嶺で海洋地殻が誕生し、沈み込み帯（海溝）でマントルへ沈み込んで地表から消えていくことを示している。

【海底の地形】

• A three-dimensional map of the oceans 〔Seafriends Marine Conservation and Education Centreによるseafriendsの『oceanography』の中の『Oceanography: Oceans』から〕 海底の地形。海洋地殻が誕生する場である海嶺は、海底活火山脈である。主に太平洋の周囲にある海溝は、海洋地殻がマントルへ沈み込む場である。これらを含むプレート境界部で地震が多発する。

参考

【震源分布】

• Figure 10m-5: Distribution of earthquakes with a magnitude less than 5 on the Richter Scale. Figure 10m-6: Distribution of earthquakes with a magnitude greater than 7 on the Richter Scale. 〔Okanagan University CollegeのDepartment of GeographyのMichael Pidwirny氏によるPhysicalGeography.netの『FUNDAMENTALS OF PHYSICAL GEOGRAPHY』の『CHAPTER 10: Introduction to the Lithosphere』の中の『(m). Earthquakes』から〕 地震の分布。上は比較的弱く、下は強いもの。大部分がプレート境界部にある。

【日本周辺の震央分布】

• 日本とその周辺の震央分布 〔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〕 海洋プレートの沈み込む面に沿って地震が起こる。

【大陸移動説】

• According to the continental drift theory, the supercontinent Pangaea began to break up about 225-200 million years ago, eventually fragmenting into the continents as we know them today. 〔W. Jacquelyne Kious and Robert I. TillingによるThis Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonicsから〕 １９１０年代にウェーゲナーが提唱した『大陸移動説』は、１９３０年代に本人の事故死とともに一度葬り去られたが、１９４０年代（第二次世界大戦後）に『海洋底拡大説』として復活し、現在のプレートテクトニクス説へと発展した。 上図のように、約２〜３億年前に大陸は合体して一つの超大陸（『パンゲア』）をつくっていたが、大陸移動により現在の配置となったと、ウェーゲナーは説明した。

【地球史】

• 〔東北大学理学部自然史標本館の『ツアーコース』の中の『地球生命の進化』から〕 地球は４６億年前に太陽系の一員として誕生した。生命は約４０億年前に海洋で誕生したが、多様な生物種が爆発的に進化によって生まれるのは６〜７億年前頃である。やがて、生物は４〜５億年前頃に陸上へ進出し、地球表層との相互作用の結果、現在のような地球表層環境を形成した。