クエリ: 地球のプレートの動きに影響を与える2つの力は何
文章: 重力 概説で述べたように、同じ地球上でも場所によって重力の大きさ(重力値)は異なり、向きも異なる(重力の向きは、一般に遠心力の影響で地球の中心からずれている。地球の中心からどの程度ずれているかは、おもに緯度によって決まる)。 地表面に存在する物体にはたらく地球の重力は、地球を構成する無数の質点がそれぞれ物体を引く微小な力(これらの力の大きさは距離の2乗に反比例して小さくなる)の合力に、さらに自転による遠心力を合成したものである。ところが、地表面のある地点から見たときの地球表面および地球内部の物質分布(密度分布)は必ずしも同一ではなく、場所によって少しずつ異なる。これに加えて、地球は完全な球体ではなく(回転楕円体で地表面には凹凸がある)、遠心力の大きさも緯度により異なる。したがって、上記のような力の合成の結果として生ずる重力の大きさや向きは、当然ながら場所によって異なる。 まとめると、重力に影響を与える要因として、主に次の5点があげられる。 高度が増加するとゆるやかに重力値が減少してゆくわけであるが、その減少の度合いというのは地表付近では 1 m あたり 0.3086 mGal(ミリガル)程度である。ただしこれも場所により1割程度の変動はある。
文章: インド・オーストラリアプレート インド・オーストラリアプレートはしばしば、北西側のインドプレートと南東側のオーストラリアプレートに分けて考えられる。ただ、分けて考えたり一緒にして考えられたりとまちまちである。これは、プレートテクトニクス理論が提唱されてから長い間、インドプレートとオーストラリアプレートの境界が諸説(境界が無い=2つのプレートは同一という説も含む)あり、はっきりしなかったことによる。現在は、2つに分けて考えることが主流になっている。 現在広く支持されている説では、白亜紀初期に東ゴンドワナ大陸がインド大陸+マダガスカル島と南極大陸+オーストラリア大陸の2つに分裂したときからインド大陸とオーストラリア大陸の間に海嶺ができ、両大陸は北上すると同時に東西に離れていったと考えられている。この時点でプレートはインドプレートとオーストラリアプレートの2つに分かれていた。白亜紀後期の9,000万年前には、マダガスカル島とインド大陸の間にも海嶺ができて分離し始めた。これ以降インド大陸が乗ったインドプレートの移動速度は20cm/年と非常に速くなり、およそ4,000万年で2,000km北上した。 これが変わったのが5,500~5,000万年前である。このころ、インドプレートのインド大陸部分がユーラシアプレートの大陸部分に衝突して動きが遅くなった。海底の堆積物や山塊などが2つのプレートの間で強く圧縮されて隆起しヒマラヤ山脈やチベット高原などができ始めたためである。マダガスカルとインドの間にある海嶺の拡大は、ヒマラヤでのプレート衝突によって妨げられて、プレートの移動が極端に遅くなった。これとほとんど同じ時期に、インドとオーストラリアの間にある海嶺が活動を終え、両プレートの境界部分は固定されて「インド・オーストラリアプレート」となり、ほとんど同じ方向に動くようになった。 文章: 断層 地殻を形成する岩盤には、マントル対流によるプレートの生成・移動・衝突・すれ違いや、火山活動によるマグマの移動など様々な要因で、圧縮・引っ張り(引張)・ずれ(せん断)などの応力が加わる。力学的に見ると、剪断応力は圧縮応力と引張応力に変換することができ、逆も同様である。つまり、岩盤に圧縮や引っ張りの力が掛かると、同時に岩盤をずらして破壊させようとする力も掛かる。 岩盤に加える応力を、時間の経過につれて次第に強くしていき、岩盤への圧縮や引張を再現する実験を行うと、岩盤は始めは僅かに変形し、次に多数の小さな割れ目を生じ、ある時に一気に割れる。割れ目が直線的で、岩盤が原型に近い状態の場合は、さらに応力を加えていくと変形して別の割れ目を生じることを繰り返し、互いに共役関係にある多数の割れ目が形成される。地球の地殻においても、実際にこれと同じようなことが発生し、断層と共役断層が形成されていると考えられている。 応力のうち、地下の岩盤を破壊しずらして動かす力、つまり直接断層を作る力として働くのは剪断応力のみである。剪断応力が岩盤の強度を上回った時に、岩盤が割れて断層が生じる。 文章: 大洋 大洋の海底は海嶺で生じ、接続する2つのプレートとなる(海洋底拡大説)。これは双方向に移動し、沈み込み帯で他の海洋または大陸プレートとぶつかり、その下へもぐりこむ。海嶺は、大西洋やインド洋においては大洋の中央部に位置し、それぞれ大西洋中央海嶺、中央インド洋海嶺と呼ばれる。太平洋のプレートはアメリカ沖の東太平洋海膨で形成される。 海洋性地殻は、生じた海嶺からゆっくり移動する。大西洋では年間約4cmの速度で東西に拡大し、太平洋プレートは大西洋の2倍程度の速度で移動する。この地殻部分は海盆または深海底・海底平原と呼ばれる。この地殻に含まれる鉄などの強磁性体は、地磁気の方向に配列されて固まる(残留磁気)。しかし地球磁場は地磁気逆転を起こすなど一定していないため、残留磁気は海嶺を中心に左右対称の縞模様として現れる。この変化から、過去の地球磁場がどのように変化したかを知ることができる。 海洋性地殻が他の地殻と衝突する際には、一方が地球内部に沈み込んで、海盆から約2kmほど深い非対称V字形状の海溝を作る場合がある。地球に存在する海溝27ヵ所のうち22ヵ所は太平洋に存在し、東側の海溝は特に深い。海洋性地殻の沈み込む部分は、太平洋西部の日本列島のように島弧を作る場合と、東部チリ側のように作らない場合がある。 文章: 地球の自転 地球の自転の速度は、地球の形(扁球)、気候、海洋の深さや海流、地殻変動の力等に対して、長い間に様々な効果を与える。 文章: 地球温暖化の原因 太陽放射は周期的に変化しており、地球の平均気温にも影響を与えている。ただし、IPCC第4次評価報告書では近年の地球温暖化に対する影響量は人為的な要因に比べて10分の1以下とされる。 (注:この節の内容は、IPCC第4次評価報告書の評価結果がまだ反映されていない可能性があります。) 「オゾン層を破壊する」という理由により使用禁止もしくは使用制限されたフロン系ガス(代替フロンを含む)も温室効果ガスであり、その放射強制力は0.34±0.03W/m、もしくは温室効果ガスのトータルの放射強制力の14%と見積もられている。ただし、オゾン層減少による地球温暖化への影響量はさほど大きくないとされている。 文章: ハイドロアイソスタシー ハイドロアイソスタシーとは、海水が海洋に流れ込み海底を圧迫し、新たな均衡状態をつくることである。 マグマが海底の地殻の薄い部分を押し広げる事により起きる現象であるプレートテクトニクス理論によって、地震や大陸移動などは説明される。このとき、地球上で、海水が海底の薄い部分を圧迫する力と、大陸が自己の重さによってマグマを圧迫する力とのバランスを取ることをアイソスタシー(地殻均衡)という。とくに南極などの氷床が融けて、海洋に流れ込み海底を圧迫し、新たな均衡状態をつくることをハイドロアイソスタシー(海水荷重地殻均衡)という。 文章: 丸山茂徳 丸山 茂徳(まるやま しげのり、1949年12月24日 - )は、プルームテクトニクスを提唱した日本の地質学者。東京工業大学地球生命研究所特命教授、岡山大学地球物質科学研究センター特任教授。 地球の表面に存在するプレート(厚さ約100km)の変動(テクトニクス)を扱うプレートテクトニクスに対し、深さ2,900kmに達するマントル全体の動き(対流運動)を仮説し、これらの運動をプルームテクトニクスと命名し、1994年に発表、当時の地質学界に衝撃を与えた。 東京大学教養学部助教授、東京工業大学大学院理工学研究科教授、スタンフォード大学アラン・コックス基金招待教授等を歴任。アメリカ科学振興協会フェロー。2006年紫綬褒章受章。2014年日本人として4人目のアメリカ地質学会名誉フェローに選出された。 文章: 地球膨張説 地球膨張説は、地球が膨張することによって地殻が拡張し、大陸が分裂し移動したとする仮説。 19世紀末に提唱され、1960年代に海洋底の拡大を説明する説として注目されたが、プレートテクトニクスの台頭とともに影響力を失った。 文章: 地球の未来 約10億年後には、太陽の光度は現在よりも10パーセント増加する。これにより地球の大気は「湿潤温室状態」に入り、正のフィードバックによって海洋の蒸発が急激に進行する。海洋が消滅すると、プレートの運動は終わりを迎える可能性が高く、同様に炭素循環のメカニズムも失われる。20億 - 30億年後には、地球の磁気ダイナモが停止する可能性があり、それは磁気圏の崩壊をもたらし、外気圏から宇宙空間への軽元素の流出を増加させる。現在から40億年後、地表温度の上昇により暴走温室効果が引き起こされ、地球表面は高温によって融解する。この時点で地球のすべての生命が絶滅することになる。もっとも可能性の高い地球の最期は、およそ75億年後、赤色巨星段階に入り、現在の地球軌道を超えるほどに膨張した太陽によって飲み込まれるというものである。ただし、太陽がどうやって膨張し地球にどのような影響を与えるのか正確に予測するのは困難とされる場合もある。 文章: 章動 章動(しょうどう、英: nutation)とは、物体の回転運動において、歳差運動をする回転軸の動きの短周期で微小な成分をさす。ここでは、地球における章動について記述する。 地球は、南極と北極を結ぶ極軸(自転軸)を中心に自転している。地球は完全な球形ではなく南北に潰れた回転楕円体であるため、地球の公転軌道面(黄道面)に近い方向にある太陽や月、惑星からの引力が潮汐力として働き、極軸の傾斜を起こそうとするトルクが働く。歳差と章動は、このトルクによって引き起こされるものであり、太陽や月、惑星が位置を変えていくことによって起こる短い周期で複雑な変動を章動と呼んでいる。 地球の章動のうち、最も大きな成分は18.6年周期の変動でおよそ9秒に相当し、章動定数と呼ばれている。これは月の軌道面と黄道の交点である平均昇交点が、歳差によって黄道上を一周する周期に等しい。最新のIAU2006歳差章動理論における章動定数は9.2052374"である。章動にはこれ以外にも主要な周期成分があり、高精度の天文計算を行う際にはそれらの効果も考慮する必要がある。 文章: タイタン (衛星) 尾根状地形(コル、Colles)は、トールキン作品の登場人物から名づけられている。例を挙げると、2012年にビルボ丘(Bilbo Colles)、アルウェン丘、ファラミア丘、ハンディア丘、ニムロス丘が命名され、2015年にはガンダルフ丘が命名された。 2006年、カッシーニよって長さ150 km、幅30 km、高さ1.5 kmの山脈が発見された。この山脈は南半球に位置しており、氷から構成されメタンの雪で覆われている。この山脈はおそらく近くの衝突盆地の影響を受けた地形プレートの動きによって形成された、割れ目の下から持ち上げられた物質によって形成されたとされている。カッシーニの探査以前は、科学者はタイタンの大部分の地形は衝突によるものであると考えていたが、地質学的プロセスによって山が形成されたことが示された。 タイタンの最も標高が高い領域は、赤道付近にベルト状に集中している。地球上で地殻や上部マントルの岩石がゆっくりと移動してヒマラヤ山脈やアンデス山脈のような地形をつくるのと同じように、タイタンでは氷の「地殻」と液体の「マントル」が移動して「山脈」を形成する。ただし、地球の山が岩石でできているのとは違い、タイタンで山を作っている氷の「地殻」や液体の「マントル」は岩石より柔らかいため、地球のように8000メートル級の山岳が形成されることはないだろうと推測されている。なお、タイタン自身の自転や土星からの潮汐力も、タイタンの「山脈」の形成作用に影響を及ぼしていると推測される。 文章: ホットスポット (地学) ホットスポットの地球科学における意味は、マントル内部のプリュームテクトニクスが地表に顔を出した物である以外に、プレート運動の証言者という意味がある。 ホットスポットの典型例として挙げられるのは、ハワイ諸島及び天皇海山群である。ハワイ諸島及び天皇海山群は、アリューシャン列島とカムチャツカ半島の付け根部分からハワイ諸島まで「く」の字を横倒しにしたように並ぶ古い海底火山(海山)と火山島の列であり、北端では7000万年前、海山列の折れ曲がる北緯40度付近では、4200万年前であると判明している。つまり北から順に古い海底火山(海山)と火山島が並んでいると証明された。このように岩石の生成年代からホットスポットの軌跡が描かれていると考えられる場所は、地球上で20ヶ所ほど存在すると考えられている。Minsterは、それらのホットスポットの軌跡のある場所がプレートの動く方向と一致しているか検証した結果、ほぼ一致するという結果が得られたばかりか、太平洋プレート、ココスプレート、ナスカプレート、インドプレートの動きが他のプレートの動きよりも速いと判明した。反面同時に、ハワイ諸島及び天皇海山群がホットスポットによって生成された海底火山が火山島に成長し、それがプレートの移動によって活動を停止し、ベルトコンベアーに載せられたように順次北西方向へと移動しながら、次第に侵食されて海山になった結果、ホットスポットから見てプレートの運動方向に並んだ海山列として、海底に残った事も証明された。 文章: 自然 自然はまた、「自然環境」や原生地域を意味することもある。野生動物、岩石、森林、海岸など、人類に影響されていないものや人類の介入にもかかわらず以前と変わらぬ姿を保持するもの一般である。その場合、人工物や人間が介在する事象は自然の一部とは見なされない。 地球は今のところ生命の存在が確認されている唯一の惑星であり、その自然は様々な分野の科学的研究対象となっている。太陽系においては、太陽に近いほうから3番目の惑星である。地球型惑星としては最大であり、全惑星の中では5番目の大きさである。その気候的特徴としては、2つの大きな極地があり、2つの相対的に狭い温帯があり、赤道付近の広い熱帯と亜熱帯がある。降水も地域によってかなり異なり、年間降水量が数メートルの地域もあれば、1ミリメートル未満の地域もある。地球表面の71パーセントは塩水の海洋に覆われている。それ以外は大陸や島であり、人間が居住する土地の多くは北半球にある。 地球は地質学的および生物学的プロセスを通して進化し、そこに本来の条件の痕跡を残してきた。地殻はゆっくりと移動するプレートに分かれており、プレート群の構成は過去に何度か変化している。地球の内部は今も活発に活動しており、融解したマントルという分厚い層があり、その内側に鉄を多く含み磁場を形成している核がある。 文章: 氷河時代 氷河時代の原因は、大きなスケールの氷河時代の期間についても、氷河時代の期間内で繰り返す比較的小さな氷期・間氷期についても、完全に理解されてはいない。氷河時代の原因に関する一致した見解は、いくつかの要因が重要だということである。それらの要因とは、大気の組成、地球の公転軌道の変化(ミランコビッチ・サイクル)、プレートの動き、太陽の出力変化、地球-月系の軌道の相互関係、火山活動の影響などである。 これらの要因のいくつかは互いに影響を及ぼし合う。例えば、地球の大気組成(特に温室効果ガスの濃度)の変化は気候を変えることがある一方、気候変動自体も大気組成を変化させることがある(例えば、大気中のCO2と反応する風化作用による変化)。 アメリカのモーリーン・レイモ(英語版)とウィリアム・ラディマン(英語版)とその他の古気候学者たちは、チベット高原とコロラド高原は、全地球の大気中に含まれるCO2を除去できるだけの能力を持つ、膨大なCO2の「排気浄化装置」 ("scrubbers") であり、4000万年続く新生代寒冷化の傾向の原因となる重大な要素であるとする仮説を提唱している。さらに、両高原の隆起(およびCO2の排気浄化能力)のおよそ半分は、過去1000万年の間に発生したと主張している。 文章: 氷期 地球の軌道の変化は予測可能なので、軌道の変化と気候を関連づけるコンピュータ・モデルは未来の気候の可能性を予測できる。それには2つの注意が必要である:人為的効果(人間が助長する地球温暖化)は短い期間でより大きな影響力をふるうことが起こりうるし、軌道強制力(英語版)が気候に影響を与えるメカニズムはあまり理解されていない。Berger と Loutre による研究成果は、現在の温暖な気候はまだあと50,000年続くかもしれないことを示している。