プレート運動において、マントル対流は重要な役割を担っています。ところが、その因果関係については、必ずしも実証されているわけではありません。最近、プレート運動とマントル対流との新たな関係を示す報告がだされました。それに基づいて、プレートテクトニクスについて紹介してきましょう。
地球の大地の営みの多くは、プレートテクトニクスという考え方で説明されています。大規模なものは海洋底の形成や大陸の移動、巨大山脈の形成から、地震の発生、火山活動、温泉などの小規模なものまで、さまざまな大地の営みが、説明可能です。
また、プレートテクトニクスは、現在の地球の営みを説明するだけでなく、過去の履歴も解明できます。過去の岩石から、過去の大地の営みをプレートテクトニクスを用いることが解き明かすことができます。うまく利用すれば、未来を予測することも可能です。プレートテクトニクスは、地球の営みや歴史を解明する上で、欠かすことのできないメカニズといえます。
では、そのプレートテクトニクスのメカニズム自体は、本当に理解されているのでしょうか。表層の大地の運動は実測されるようになってきました。しかし、プレートの運動を大きく左右する、マントルの運動については、実測はされていません。つまりプレートがなぜ動くのかが、まだわかっていないということです。見えるのは「現在の状況」だけです。あまりにも遅い運動はなかなか見えないのです。
そもそも、プレートはなぜ動くのかという素朴な疑問にどう答えるかです。基本的なメカニズムは、地球の内部の熱がマントル物質を通じて宇宙空間に放出される、という熱の移動によっておこっていると考えられています。簡単に説明しましょう。
そもそも地球内部に蓄えられている熱の源は、地球が形成にまで遡ります。地球は、膨大な物質が衝突合体しながら形成されました。そのとき、さまざまなエネルギーが大量に、地球に向かて集まってきたのですが、その一部は熱となって地表の岩石を溶かすのに使われたり、宇宙空間に放出されました。また一部は、地球内部に閉じ込められたまま残りました。
地空内部に蓄えられた熱によって、固体地球の中で岩石より融点の低い鉄が溶けます。鉄は岩石より密度が大きいので、溶けた鉄は地球の内部に落ちていきました。さらに、地球内部の温度が冷めてくると、溶けた鉄が結晶化して固体として沈殿していきます。鉄の結晶化でも熱（潜熱）が発生しました。
また、物質の成分には放射性元素があり、それが放射壊変することによる熱も加わります。このように地球内部には大量の熱が今も蓄えられていることになります。
ただし、宇宙空間は冷たいので、熱は外に放出されるようになります。熱の運搬の現れが、マントル対流であり、プレートテクトニクスだと考えられています。その詳細は次回にしましょう。
・1年前のものですが・
このエッセイのもとになる論文は
海洋研究開発機構の小平さんたちが
2014年3月31日に出されたものです。
日進月歩の科学としては、
少々古い情報かもしれませんが、
プレートはなぜ動くのかという疑問に
新たなデータから今までの考えに修正を迫る結果でした。
今回から数回に分けて紹介します。
・冬の雨・
1月下旬は、北海道でも最も雪の降る時期です。
先日、北海道に雨が降りました。
今年は、比較的雪が多い年だと思っていたのですが、
年末と先日の２回の雨には、非常に少々驚かされました。
春ならまだしも、この時期の雨は非常に困ります。
路面がツルツルやベチョベチョになるからです。
それに防寒用の冬靴は防水が充分でないので
水たまりに入ると染みてきます。
足が冷たい思いをします。
春なら、ゆるせるのですが・・・
