大陸地殻

上部マントルの大陸地殻と海洋地殻

大陸地殻は、地質学上の大陸と、大陸棚として知られる海岸近くの浅い海底を形成する火成岩、変成岩、堆積岩の層である。この層は、その全体の組成がアルミニウムケイ酸塩（Al-Si）に富み、マグネシウムケイ酸塩（Mg-Si）鉱物に富む海洋地殻（シマと呼ばれる）に比べて密度が低いため、シアルと呼ばれることもある。 [ 1 ] [ 2 ]地震波速度の変化から、ある深さ（コンラッド不連続面）において、より珪長質な上部大陸地殻と、より塩基性を示す下部大陸地殻との間に、かなり鋭いコントラストがあることがわかった。[ 3 ]

大陸地殻の大部分は海面上の陸地である。しかし、ジーランディア大陸地殻領域の94%は太平洋の下に沈んでおり[ 4 ]、ニュージーランドは海面上の部分の93%を占めている。

厚さと密度

地球の地殻の厚さ（km）

大陸地殻は様々な層から成り、全体の組成は中間的です（SiO 2 wt% = 60.6）。[ 5 ]大陸地殻の平均密度は約 2.83 g/cm 3（0.102 lb/cu in）で、[ 6 ]マントルを構成する超塩基性物質の密度が約 3.3 g/cm 3（0.12 lb/cu in）であるのに対し、大陸地殻は海洋地殻よりも密度が低く、海洋地殻の密度は約 2.9 g/cm 3（0.10 lb/cu in）です。大陸地殻の厚さは 25～70 km（16～43 mi）で、平均厚さが約 7～10 km（4.3～6.2 mi）の海洋地殻よりもかなり厚くなっています。地球の表面積の約41％[ 7 ] [ 8 ]と地殻の体積の約70％は大陸地殻です。[ 9 ]

重要性

大陸地殻の表面は主に海面より上にあるため、その存在によって海洋生物から陸上生物への進化が可能になった。また、大陸地殻の存在は、表海や大陸棚として知られる広大な浅瀬をもたらし、古生代初期、現在ではカンブリア爆発と呼ばれている時期には、複雑な後生動物の生命が定着することができた。[ 10 ]

起源

すべての大陸地殻は、最終的にはマントル起源の溶融物（主に玄武岩）から、玄武岩質溶融物の分化作用と既存の大陸地殻の同化作用（再溶融）によって生成されます。大陸地殻の形成におけるこれら2つのプロセスの相対的な寄与については議論がありますが、分化作用が支配的な役割を果たしていると考えられています。[ 11 ]これらのプロセスは主に沈み込みに関連するマグマ弧で発生します

35億年前以前に大陸地殻が存在した証拠はほとんどない。[ 12 ]現在の大陸地殻の体積の約20%は30億年前までに形成された。[ 13 ] 30億年前から25億年前の間には大陸地殻からなるシールド地域で比較的急速な発達が見られた。 [ 12 ]この期間に、現在の大陸地殻の体積の約60%が形成された。[ 13 ]残りの20%は過去25億年前の間に形成された。

定常状態仮説の支持者は、大陸地殻の総量は地球の初期の急速な惑星分化以降、ほぼ一定のままであり、現在発見されている年代分布はクラトンの形成に至る過程の結果に過ぎないと主張している（クラトンに密集した地殻の部分はプレートテクトニクスによる再加工を受けにくい）。[ 14 ]しかし、これは一般的に受け入れられていない。[ 15 ]

作用する力

大陸地殻の持続性とは対照的に、大陸の大きさ、形状、数は地質学的時間を通じて絶えず変化しています。異なる地域は、壮大な超大陸サイクルの一環として、分裂し、衝突し、再合体します。[ 16 ]

現在、大陸地殻は約 70 億立方キロメートル (17 億立方マイル) ありますが、この量は関与する力の性質により変化します。大陸地殻の相対的な永続性は、海洋地殻の短命とは対照的です。大陸地殻は海洋地殻よりも密度が低いため、2 つの活動的な縁が沈み込み帯で出会うと、海洋地殻は通常、マントルに沈み込みます。大陸地殻が沈み込むことはめったにありません (これは、大陸地殻ブロックが衝突して過度に厚くなり、ヒマラヤやアルプスなどの山脈の下で深部溶融を引き起こす場合に発生することがあります)。このため、地球上で最も古い岩石は、繰り返しリサイクルされる海洋地殻ではなく、大陸のクラトンまたはコアの中にあります。最も古い無傷の地殻の断片は401億年前のアカスタ片麻岩であるが、最も古い大規模な海洋地殻（カムチャッカ半島沖の太平洋プレート上に位置する）はジュラ紀（約1億8000万年前）のものである。ただし、地中海には約3億4000万年前の小さな古い残骸があるかもしれない。[ 17 ]大陸地殻とその上および内部にある岩石層は、地球の歴史を記録する最良の記録である。[ 8 ] [ 18 ]

山脈の高さは通常、地殻の厚さと関係がある。これは造山運動（山脈の形成）に伴うアイソスタシーに起因する。地殻は沈み込みや大陸衝突に関連する圧縮力によって厚くなる。地殻の浮力によって地殻は上方に押し上げられ、衝突による応力は重力と浸食によって釣り合う。こうして山脈の下に竜骨または山の根が形成され、そこに最も厚い地殻が存在する。[ 19 ]最も薄い大陸地殻はリフトゾーンで見られる。リフトゾーンでは地殻が剥離断層によって薄くなり、最終的に分離して海洋地殻に置き換わる。このようにして形成された大陸の断片の縁（例えば大西洋の両側）は受動的縁と呼ばれている。

深部における高温高圧は、しばしば長い複雑な変形の歴史と相まって、大陸地殻下部の大部分を変成岩にしています。主な例外は、近年の火成岩の貫入です。火成岩は地殻の下部に「アンダープレート化」することもあります。つまり、地殻のすぐ下に層を形成することで、地殻に付加されるのです。

大陸地殻は、主にプレートテクトニクスの作用、特に収束型プレート境界での作用によって生成され、（頻度ははるかに低いが）破壊される。さらに、大陸地殻の物質は堆積作用によって海洋地殻へ運ばれる。沈み込み帯で海洋地殻が部分溶融し、軽い物質がマグマとして上昇して火山を形成することで、大陸に新たな物質が追加されることもある。また、プレートテクトニクスの動きによって火山島弧、海山などの構造が大陸の側面に衝突すると、物質が水平方向に付加されることもある。大陸地殻は、侵食や堆積物の沈み込み、前弧のテクトニック侵食、層間剥離、衝突帯における大陸地殻の深部沈み込みによっても失われる。[ 20 ]地殻成長に関する多くの理論は、地殻の成長とリサイクルの速度、下部地殻が上部地殻とは異なる方法でリサイクルされているかどうか、そして地球の歴史の中でプレートテクトニクスがどのくらい作用し、大陸地殻の形成と破壊の主なモードになったのかなど、議論の的となっている。[ 14 ]

大陸地殻の量が地質学的時間とともに増加してきたのか、減少してきたのか、それとも一定のままなのかは議論の余地がある。あるモデルによれば、37億年前以前は大陸地殻は現在の総量の10%未満であったとされている。[ 21 ] 30億年前には約25%となり、急速な地殻進化を経て26億年前には約60%に達した。[ 22 ]大陸地殻の成長は、地質学的時間を通して5回の生産増加期に相当する活動の急増期に起こったと考えられる。 [ 23 ]

参照

参考文献

  1. ^フェアブリッジ、ローズ・W.編 (1967). 『大気科学と宇宙地質学百科事典』ニューヨーク：ラインホールド出版. 323ページ. OCLC  430153
  2. ^デイビス, ジョージ・H.、レイノルズ, スティーブン・J.、クルース, チャールズ・F. (2012). 「構造地質学の本質」.岩石と地域の構造地質学（第3版）.ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. p. 18. ISBN 978-0-471-15231-6。
  3. ^マグワイア、トーマス (2005). 「地震と地球内部」.地球科学：物理的背景. AMSCO School Publications Inc. pp.  182– 184. ISBN 978-0-87720-196-0。
  4. ^モーティマー、ニック、キャンベル、ハミッシュ・J. (2017). 「ジーランディア：地球の隠された大陸」 . GSA Today . 27 : 27–35 . doi : 10.1130/GSATG321A.1 . 2017年2月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  5. ^ Rudnick, RL; Gao, S. (2014年1月1日). 「大陸地殻の構成」.地球化学論文集. pp.  1– 51. doi : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6 . ISBN 9780080983004。
  6. ^ニコラス・I. クリステンセン、ウォルター・D. ムーニー (1995). 「大陸地殻の地震速度構造と組成：地球規模の視点」. Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 100 (B6): 9761–9788 . Bibcode : 1995JGR...100.9761C . doi : 10.1029/95JB00259 . ISSN 2156-2202 
  7. ^ Stein, M.; Ben-Avraham, Z. (2015). 「大陸地殻成長のメカニズム」 .地球物理学論文集. pp.  173– 199. doi : 10.1016/B978-0-444-53802-4.00159-7 . ISBN 9780444538031。
  8. ^ a bコグリー1984
  9. ^ホークスワースら 2010 .
  10. ^ワゴナー、ベン、コリンズ、アレン。「カンブリア紀」カリフォルニア大学古生物学博物館。 2013年11月30日閲覧。
  11. ^クライン、ベンジャミン、ジャグッツ、オリバー（2018年1月1日）「SiO2に富む溶融体の生成と島弧（および大陸）地殻の組成形成における結晶化・分化の重要性について」American Journal of Science . 318 (1): 29– 63. Bibcode : 2018AmJS..318...29J . doi : 10.2475/01.2018.03 . ISSN 1945-452X . S2CID 134674805 .  
  12. ^ a bハート、PJ (1969).地球の地殻と上部マントル.アメリカ地球物理学連合. pp.  13– 15. ISBN 978-0-87590-013-1。
  13. ^ a bマッキャン、T. (2008).中央ヨーロッパの地質学：第1巻：先カンブリア時代と古生代. ロンドン：地質学会. p. 22. ISBN 978-1-86239-245-8。
  14. ^ a bアームストロング 1991 .
  15. ^テイラー＆マクレナン 2009 .
  16. ^コンディ 2002 .
  17. ^ 「世界最古の海洋地殻は古代の超大陸にまで遡る」。
  18. ^ボウリング＆ウィリアムズ 1999 .
  19. ^ Saal et al. 1998 .
  20. ^クリフト＆ヴァンヌッチ 2004 .
  21. ^フォン・ヒューネ＆ショル 1991 .
  22. ^テイラー＆マクレナン 1995 .
  23. ^ Butler 2011、図を参照。

参考文献

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