アニメーション地球科学
造山運動
ヨーロッパのアルプス山脈やアメリカ大陸のロッキー山脈などには、幅100km程度、長さ1,000kmを超える、細長い地質構造が複数並列して存在しています。そのような地質構造を持つ山脈を「造山帯」といいます。日本列島も造山帯です。これらの造山帯を作る運動を「造山運動」と呼びます。下のリンク先を見ると、日本列島の地質は「シマシマ」ですね。
参考 西南日本の地質図 (外部リンク。出展:http://www.hp1039.jishin.go.jp/)
造山運動は、プレートが沈み込む海溝の、大陸側で起こります。
造山運動を理解するうえで重要なポイントは、二つです。
①造山帯は「高温低圧型変成帯」と「低温高圧型変成帯」の二つの変成帯がワンセット
②造山運動は「不連続的」
まず①に関して述べます。
泥岩や砂岩などの堆積岩が、高い圧力や熱によって、化学組成を殆ど変えずに造岩鉱物の種類が変化したものを、「変成岩」といいます。帯状に広い範囲にわたって露出している変成岩を「広域変成岩」といいます。
広域変成岩には二種類あります。まず第一に「高温低圧型変成岩」。これは、地下深くから花崗岩質マグマが上昇するとき、花崗岩質マグマが周囲の堆積岩を熱することにより形成されたものです。にしても、なぜ花崗岩質マグマが、帯状に、かつ海溝に並行して上昇するのか?不思議ですね。第二に「低温高圧型変成岩」です。下の右の図を見ると、圧力が数億パスカルで形成されたものです。これは、地下数十キロメートルの深さに相当します。しかし、なぜ低温高圧型変成岩が、地下数十キロメートルもの深さから、地表にまで顔を出してきたのか?しかも帯状に。不思議ですね。下の図を見ると、この二種類の広域変成岩が、並走して(ワンセットになって」)分布していますね。そのセットは、海溝に並走しています。なぜこの3つは並走しているのか?不思議ですね。その3つの謎は、コンテンツ後半の私のアニメでわかりやすく説明されます。
(出展:「標準セミナー地学Ⅰ」p54、第一学習社 )
次に、②造山運動は「不連続的」 について述べます。
「不連続的」というのは、つまり「途切れ途切れ」と言うことです。水道の蛇口から、水が「ジャー」と流れ出ていれば、それは「水が連続的に出ている」。蛇口から水が「ポタッ、ポタッ」と出ていれば、それは「水が不連続的に出ている」。 ・・・感覚的にわかってもらえたかな? とにかく「連続的」「不連続的」という概念は、地球科学では重要です。
で、「造山運動は『不連続的』」の意味は、次の通りです。造山運動すなわち広域変成岩の地下からの上昇は、プレートの沈み込み帯において、「常時」起こっているわけではありません。造山運動は、不連続的=とぎれとぎれに起こります。具体的には、だいたい1億年に1回の割合で、地質学的には短い期間(約2,000万年)の間に、「一気に」起こるのです。なお、日本列島は今、その期間ではありません。
下の図は、アジア大陸東側、中国南部の地質断面図の概要です。
(出展:「高等学校地学Ⅰ」p64、啓林館)
上の図を見ると、確かに、花崗岩の上昇(周囲の堆積岩を高温低圧型変成岩に変える)と低温高圧型変成帯の形成期間は「不連続的」で、しかも「ワンセット」ですね。上の図をじーっくり見ないとわかりづらいですが。しかし最後の私のアニメを見れば、その成因とともに理解できるでしょう。
ここでおさらい。
①造山帯は「高温低圧型変成帯」と「低温高圧型変成帯」の二つの変成帯がワンセット
②造山運動は「不連続的」
それはなぜか? という疑問を頭の片隅におきながら、アニメを見てみましょう。キーポイントとなるのは「海嶺」の存在です。海嶺とは、プレートが形成される場所で、海底にあり、数千キロメートルにわたる細長い山脈のような形態をしています。
(上のアニメのストーリーは、「生命と地球の歴史」丸山茂徳 磯崎行雄著、岩波新書 を主に参考にしました)
ところで。40億年前は、地球の面積に占める陸地の割合は、1%程度だったらしいです。今は約3割です。つまり地球に占める陸地の面積は、時間とともに増大してきたわけです。下の図は、北アメリカ大陸の年代別に色分けした地質図です。
(出展:出展:「高等学校地学Ⅰ」p65、啓林館)
古い造山帯を、より新しい造山帯が取り囲む、という、同心円構造になっていますね。
このように、主要な大陸は、いろいろな時代の造山帯の形成によって成長してきたわけです。よって、世界中の地質は、溶岩台地で無い限りは、おおむね、「高温低圧変成岩帯と低温高圧変成岩帯のシマシマ」です。
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