2004年11月25日木曜日

3_36 地殻をつくる岩石:サブダクション・ファクトリー1

 大陸の岩石は、日本列島のような火山列島でつくられていることがわかってきました。そのような列島の下でおこっているプロセスをサブダクション・ファクトリーとよび、工場に見立てて解明されてきつつあります。そんな大陸地殻製造工場について見ていきましょう。


 地球の表面は、地殻と呼ばれる岩石からできています。地殻をつくっている岩石は、場所によって違っています。それこそ、さまざまな岩石があります。しかし、大局的に見ていくと、いくつかの特徴的な岩石からできています。
 地殻の岩石は大きく分けて2種類の岩石からできています。海洋地域の岩石と大陸地域の岩石です。それぞれ見ていきましょう。
 海洋地域の岩石は、海洋底をつくっているものです。深海ですので、なかなかその岩石を見ることはできないのですが、深海を掘削する調査船が、世界各地の深海の岩石をボーリングしてくりぬいてきました。その結果、海洋の岩石の様子がわかってきました。
 深海底をつくっている岩石は、表層近くでは玄武岩と呼ばれる岩石からできていることがわかりました。玄武岩とは、火山岩の一種で、黒っぽく緻密な岩石です。日本列島にも玄武岩の火山岩が見つかります。富士山や伊豆大島の火山では、玄武岩を溶岩として噴出しました。
 日本列島の火山岩と海洋底の岩石との違いは、列島の火山がある限られた場所(火山)で玄武岩ができるのに対して、海洋底ではどこを掘ってもすべて玄武岩でできている点です。
 海底で噴出した溶岩ですので、水の中で噴出してきる枕状溶岩とよばれる形をしていますが、すべて玄武岩という種類の岩石からできているのです。それは、海洋底の玄武岩は、中央海嶺というところでの火山活動によって、玄武岩ができます。常に中央海嶺では新しい玄武岩ができています。中央海嶺から離れるにしたがって、玄武岩の年代は、古くなっていきます。そして、一番古い玄武岩は海溝近くにあり、もっと古いものは海溝の奥に潜り込んで消えていきます。ですから、2億年より前にできた玄武岩は、海底にはほとんど残されていません。これは、プレートテクトニクスという考えにつながるものであります。
 海洋底の岩石は、表層近くでは玄武岩ですが、深くなるにつれて、玄武岩の性質が変わってきました。もともとのマグマは玄武岩をつくるもので一緒なのですが、深くなるとともに、よりゆっくりと冷えてできるつくりになっていきます。玄武岩からドレライト、斑レイ岩へとより大きな結晶からなるつくりへと変化していきます。
 さらに深くなると、違ったタイプの岩石になります。マグマ溜まりの中で早くできた結晶の中で、重いものが沈んでできる岩石(沈積岩とよばれます)となります。岩石としては、かんらん岩と呼ばれるものになります。これは、マントルをつくっている岩石と同じもので、このような岩石があらわれると、そこから下はマントルという区分になります。
 つまり、海洋底の岩石は、新しい時代にできた玄武岩の仲間からできているということになります。
 一方、大陸の岩石は、海洋の岩石とはかなり違っています。ひとつは、大陸の岩石が多様であるということです。多様さは、岩石の種類だけでなく、岩石が形成された年代もいろいろであるということです。種類が多様であるというのは、いろいろなでき方をした岩石があるということです。
 中でもいちばん多いのが花崗岩の仲間です。花崗岩はマグマがゆっくりと冷えて固まった深成岩というものです。多様な岩石が砕けて海底で溜まり固まった堆積岩、そして多様な岩石が地下深部で変成作用を受けてできた変成岩などが、多様性をさらにまします。
 大陸地域は多様な岩石でできているのですが、その化学成分を平均化すると、ある岩石に似たものとなります。深成岩の分類ではトーナル岩と呼ばれ、火山岩の分類では安山岩(正確にはカルクアルカリ質安山岩と呼ばれます)というものに似ています。これは、単に似ているだけでなく、そのような岩石が実際にあることも重要です。
 さて、少々長くなりました。続きは次回としましょう。

・サブダクション・ファクトリー・
サブダクション・ファクトリーというアイディアを
最初に出されたのは、巽好幸さんです。
それは、沈み込み帯でのマグマの起源を
調べていくうちに生まれてきたものです。
沈み込み帯の典型的な場所として、日本列島があります。
そして日本列島に住む研究者から、
列島の火山について新しいアイディアを出すことは
非常に筋の通ったことです。
しかも、これまでごく当たり前だと思われていたことに、
実は大きな秘密か隠されていたのです。
それを思いついた巽さんが偉いということです。
大陸地殻の平均的な化学組成が海洋底の玄武岩や
マントルのかんらん岩に比べて、
珪酸(SiO2)に富んでいること(SiO2の量で60wt%程度)は、
多くの研究者は知っていました。
しかし、そこから話は深まっていきます。
そのような組成の火山岩は、
沈み込み帯で特有、つまり沈み込み帯によくある
安山岩(カルクアルカリ安山岩)であったことが判明してきました。
同じ成分のものが同じでき方でできるという保障はどこにもありませんが、
あえてそれを前提とすると、
列島の沈み込み帯でのマグマの作用で
大陸地殻の生成が行なわれているのではないかというのが、
巽さんの発想です。
その発想を論証する過程で生まれたのが、
サブダクション・ファクトリーというアイディアでした。
そして、それは、ゼロ・エミッションの工場であるということが
わかり始めてきました。
巽さんの研究は面白そうです。
目が離せません。

・冬は間近・
北海道は寒くなってきています。
北海道の各地のスキー場ではオープンのニュースが出ています。
しかし、私が住む札幌近郊では
まだ雪があまり降りません。
10月下旬に積雪があって以来、
ぱらぱらと降ることがあっても
積もることは、まだありませんでした。
でも、冷え込みが続いています。
そろそろ雪の季節になるでしょう。
いよいよ冬となりました。
風邪がはやっているようです。
私も咳がなかなか抜けません。
皆さんお大事にしてください。