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プレートテクトニクス(plate tectonics)は、プレート理論ともいい、1960年代後半以降に発展した地球科学の学説。地球の表面が下図に示したような何枚かの固い岩板(プレートと呼ぶ)で構成されており、このプレートが対流するマントルに乗って互いに動いていると説明される。

◆プレートとは

地球は半径約6,500kmであるが、その内部構造を物質的に分類すると外から順に下記のようになる。

# 深さ約10km〜30kmまで : 地殻

# 深さ約670kmまで : 上部マントル

# 深さ約2,900kmまで : 下部マントル

# 深さ約5,100kmまで : 外核(外部コア)

# 中心 : 内核(内部コア)

地殻とマントルは岩石で構成されており、核は金属質である。マントルを構成する岩石は地震波に対しては固体として振舞うが、長い時間単位で見れば流動性を有する。その流動性は深さによって著しく変化し、上部マントルの最上部(深さ約100kmまで)は固くてほとんど流れず、約100km〜400kmまでの間は比較的流動性がある。地殻と上部マントル上端の固い部分を合わせてリソスフェア(岩石圏)と呼び、その下の流動性のある部分をアセノスフェア(岩流圏)と呼んで分類する。この厚さ約100kmの固いリソスフェアが地表を覆っているわけであるが、リソスフェアはいくつかの「プレート」という巨大な板に分かれている。

地球表面が2種類のプレート群からなっていることは、地球表面の高度や深度の分布の割合にもあらわれている。地球表面は大陸と大陸棚からなる高度1,500m〜深度500mの部分と、深度2,000m〜6,000mの海洋底と呼ばれる部分が多く、その中間である深度500m〜2,000mの海底は割合が少なくなっている。

◆プレートの動き

プレートはその下にあるアセノスフェアの動きに乗っておのおの固有な運動を行っている。アセノスフェアを含むマントルは定常的に対流しており、一定の場所で上昇・移動・沈降している。プレートはその動きに乗って移動しているが、プレート境界部では造山運動、火山、断層、地震等の種々の地殻変動が発生している。プレートテクトニクスはこれらの現象に明確な説明を与えた。

大局的なプレートの運動は、すべて簡単な球面上の幾何学によって表される。また、局地的なプレート運動は平面上の幾何学でも十分に説明しうる。3つのプレートが集合する点(トリプルジャンクション)は、それらを形成するプレート境界の種類(発散型・収束型・トランスフォーム型)によって16種類に分類されるが、いずれも初等幾何学でその安定性や移動速度・方向を完全に記述することができる。

一般にプレートの運動は、隣接する2プレート間での相対運動でしか表されない。しかし、隣接するプレートの相対運動を次々と求めることで、地球上の任意の2プレート間の相対運動を記述することができる。近年では、準星の観測を応用したVLBIと呼ばれる方法やGPSによって、プレートの絶対運動も理解され始めている。

◇発散型境界

マントルの上昇部に相当し、上の冒頭図では太平洋東部や大西洋中央を南北に走る境界線に相当する。この境界部は毎年数cmずつ東西に拡大している。開いた割れ目には地下から玄武岩質マグマが供給され新しく地殻が作られている。この部分は海洋底からかなり盛り上がっており、(中央)海嶺と呼ばれている。また、その付近にはチムニーと呼ばれる熱水の噴出口も多数見つかっている。

発散型境界は、(中央)海嶺が有名だが、陸上にも存在する。アフリカの大地溝帯やアイスランドなどが知られている。双方とも大規模な正断層が発達している。

◇収束型境界

上図の日本周辺やインド北部に相当。

;沈み込み型

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