プレートテクトニクス

地球は地球型惑星の中で最も強い磁場を持ち、磁気双極子や棒磁石に似た性質を持っています。 新しく噴出した火山岩が冷えたり、堆積物が湖や深海の盆地にゆっくりと沈降すると、その中の磁性鉱物が地球の磁場に従って整列する。 この磁気の向きが岩石の中に保存される。

大陸が地表を移動するにつれて、その大陸の上や中で形成された若い岩石が次々と異なる古地磁気位置を記録し、その岩石が形成されたときの大陸の位置に応じて変化することになる。 その結果、異なる年代の岩石に保存されている磁極の位置は、現在の磁極の位置と見かけ上ずれていることになります(図4a)。 このような以前の磁極の見かけ上の位置をつなぎ合わせることで、見かけ上の極軌道(APW)が生成されるのです。 現在では、地球の磁極は実際にはこのようにずれておらず、APW経路に描かれている変化は、単に時間の経過とともに大陸が移動した結果であることがわかっています(図4b)

図4

古地磁気データの表示方法2通り。 (a)は大陸が時間とともに固定されたと仮定し、南極の見かけ上の極地彷徨の経路を記録するもの、(b)は磁極が時間とともに固定されたと仮定し、大陸の緯度ドリフトを記録するものである。 (Creer, 1965より引用)

しかしながら、APW経路は、異なる場所の古地磁気データを比較する有用な方法を提供するため、今でもよく使われるツールである。 特に、大陸のリフティングと縫合を図にするのに便利である。

図5aは、北米とヨーロッパが個別の見かけの極軌道を持つことを示す。 しかし、同じ時期に同じような方向転換をしている点では、大まかに共通している。 図5bは、大陸棚を合わせて大西洋を閉じた場合のAPW経路を示している。

図5

図5 (a) 実測による北米と欧州の見かけの極軌道、 (b) 大西洋を閉じた場合の北米と欧州の見かけの極軌道。 地質学的な連続した時代の極を示す。 (c)ヨーロッパとシベリアの見かけの北極点移動経路。 (Mussett and Khan, 2000より引用)

質問2

この古地磁気記録から、その時代の北米とヨーロッパの大陸塊について何がわかるでしょうか。

Answer

オルドビス紀からジュラ紀の大西洋開通まで、二つの大陸は一つの塊として移動していました。

逆に、二つの地域のAPW経路が最初は違っていて、後に似てきたとしたら、二つの地域はもともと独立した陸塊上にあり、その後衝突して一つの大陸単位として一緒に動き始めたという説明ができるだろう。

活動2

図5cのAPW経路から、シルル紀から現代までのヨーロッパとシベリアの漂流方法について何がわかりますか。

答え

ヨーロッパとシベリアのAPW部分は三畳紀まで同じですが、それ以前はシベリア極がヨーロッパ極より西にありました。 このことは、この2つの地域が三畳紀までは異なる陸塊の一部であり、この時に衝突し、その後は1つの単位として動き続けたことを示しています。

ウェゲナーの集めた証拠や地質・古生物・古地磁気情報の増加にもかかわらず、彼の大陸移動説に対する強い反対が残り、この説を裏付ける証拠を探し続ける少数の先進的人物がいました(箱1参照)。

科学的な反対勢力は、もし大陸が移動するならば、かつて大陸が占めていた場所に隙間を残すか、あるいは、移動中に周囲の海底を押し広げるに違いないと推論したのです。 当時の地球物理学者たちは、大陸がそのような動きをするはずがないことをすぐに計算で示した。さらに重要なことは、ウェゲナーが提案したような方法で大陸を動かす物理的なメカニズムを思いつく人がいなかったことである。 その結果、大陸移動説は当時は科学的に普及せず、数十年の間、ますます無視されるようになった。 ウェゲナーの考えがより広く科学的に受け入れられるためには、地球の内部構造とその内部熱の喪失を支配するプロセスの理解を待つ必要があったのである