2009年1月8日木曜日

1_69 海と陸の違い:大陸の形成1(2009.01.08)

 私たちの住んでいる陸地は、海と比べて狭い面積です。そこにあふれんばかりの生命が棲んでいます。その陸の形成過程に、どのような秘密があるのでしょうか。まずは、海と陸の違いから見ていきましょう。

 地球は、表面積で3分の2が海、残りの3分の1が陸となっています。海と陸の大きな違いは、海には水があり、陸は海より高い位置にあり、水に浸かっていないことです。しかし、水の有り無しだけが、海と陸の違いではありません。もっといろいろな、そして本質的な違いがあります。
 その違いを探るために、海と陸のつくりをみていきましょう。
 海になっている地域は、なんといっても陸と比べて、低くなっています。低いがために液体である海水が、たまっているのです。低いところが海ということになります。では、なぜ、海のあるところは低いのでしょうか。たまたまでしょうか。
 それを調べるためには、海水の底(海洋底といいます)の状態を見る必要があります。海の底は、玄武岩というマグマが固まった岩石、火山岩からできています。深くなれば、マグマもゆっくりと固まり、大きな結晶からできている斑レイ岩とよばれる深成岩になります。でも、岩石の化学組成は似ています。ですから、海洋底は玄武岩のマグマからできているといえます。
 玄武岩のマグマは、中央海嶺という海底に長く伸びた山脈の中央部でつくられ、左右に広がりながら、新しい海洋底が形成されていきます。広がる海洋底は、移動して海溝に沈みこみます。
 このようなメカニズム(プレートテクトニクスと呼ばれています)は、常に新しいものができ、古いものは地球内部に戻っていくという「新陳代謝」をしています。そのため、玄武岩の形成年代は、大陸に比べて新しいものばかりになっています。
 一方、陸は、海と比べて高いところになります。高まりをつくっていのは、多様な岩石です。岩石の種類は多様ですが、その平均的な化学組成は火山岩でいえば安山岩、深成岩でいえばトーナル岩(花崗岩の一種)となります。安山岩マグマからできた火成岩が大部分を占めています。しかし、そのような陸をつくっている岩石が、侵食によって海に運ばれたまったものが、やがては固まり堆積岩になります。また、地球の深部にもぐりこんだ岩石は、温度や熱によって変成岩になります。このような作用が継続的に起こることで、非常に多様が岩石からできています。
 それらの多様な岩石の形成時期も、40億年前くらいの古いものから、今現在つくられているものまであります。陸を構成する岩石は、多様で非常に複雑な生い立ちをもっていることが特徴です。
 海洋底は、重い玄武岩が常に更新されながら形成されているので、高まりを作ることなく、低いままであり続けます。トーナル岩は、玄武岩より密度が小さく、海洋底のように沈み込むメカニズムもないため、古いものも地表付近に残っています。そのため、大陸の岩石は、いったんできると変化することはあっても、なくなることなく増え続けます。
 水の有り無しだけが海と陸の違いではなく、岩石の性質やその形成メカニズムが、違いの本質だといえます。このような本質的な違いが、海底を低く、陸を高くしているのです。低いところには水がたまり海となります。
 陸をつくる岩石は、増えるだけの仕組みのようです。では、陸は、昔から今までどのように増えてきたのでしょうか。一様に増えてきたのでしょうか。そもそも、そのような過去にできた陸の量を調べる方法など、あるのでしょうか。それは次回としましょう。

・わかりやすさ・
このエッセイでは、陸と海といういい方をしましたが、
陸は大陸地殻、海は海洋、あるいは海洋地殻
という意味で使っています。
大陸には日本のような列島(正確には島弧という)も入ります。
海洋地殻には、海の中の島や海底の山
(正確には海山や海洋島という)もはいっています。
このエッセイでは、このような流布された表現で
書くことが多くなっています。
ですから、科学的には、あいまいな表現になりますが、
わかりやすさを重視してのことです。
正確な名称は、対象を限定したり、
正確に指し示すために必要です。
しかし、初めての人には、
その用語を毎回説明しなければなりません。
あまりそれが続くと、
読んでいてわずらわしくなる場合があります。
ですから、地球科学に詳しい人には、
不正確に映るかもしれませんが、
わかりやすさを重視したためと思ってご容赦ください。

・連休は・
まだ正月気分が残っているのようですが、
長い休みボケは抜けたでしょうか。
学校も冬休みが終わり、
いよいよ通常の生活に戻ってきます。
私たちの大学は、7日から通常授業がはじまりました。
しかし、北海道の小・中学校は、
19日から3学期がはじまります。
我が家の子供たちは、長い冬休みでのんびりしています。
ただし、雪なのでその遊びをあまりしませんが。
世間は今週末は連休ですが、
我が家は変わりありません。
私も12日はゼミの学生と
施設見学に出かけることになっています。
私の回りには、休みと平日の気分が混在しています。