歴史調査(地球史 石や山はどうしてできたか?)

歴史調査(地球史 石や山はどうしてできたか?)
先日のブログで、NHKスペシャル「列島誕生・ジオ・ジャパン 後編」に出てくる造山論で花崗岩の浮力のみを主役に説明するのが正しいか疑問と書いた。地学や岩石学を全く知らないので、花崗岩マグマが上昇するのなら理解できるが、固体である岩石の浮力という説明に、少し戸惑ったせいである。
そこで、石や山がどうしてできるのか、もう少し知るために調査したい。
図書館で、「三つの石で地球がわかる」講談社、藤岡換太郎著、2017初版という本を借りてきたので、整理してみる。

序章 そもそも、石とはなんだろうか
① 元素のはじまり・・・138億年前「インフレーション」「ビッグバン」、3分後H、Heが12;1の比率でできた。
② 石は何でできているか・・・・恒星の核融合でFeまでできた、超新星爆発を繰り返し、元素が増えていき、第3世代の太陽系ができた。この時岩石惑星の地球ができた。地球の多い元素は、鉄(35%)、酸素(30%)、ケイ素(15%)、マグネシウム、ニッケルの順、地殻では、酸素(47%)、ケイ素(27%)、アルミ、鉄、カルシウムの順、地球はケイ素が多くシリコンプラネット、ケイ素で各種豊富な石ができた。
③地球はなぜケイ素が多いか・・・密度の大きい物質ほど太陽の近くに分布していて地球はケイ素の多い位置にあった。(遠心分離作用に似ている)ただし、集まってから酸素とケイ素が結びついた造山鉱物ができたか、造山鉱物が集まって地球ができたかは不明である。
④石はなぜ硬いのか・・・ケイ酸塩鉱物は正四面体の結晶
⑤3つの石で地球がわかる
橄欖岩・・・・マントル(地球の体積の82.3%)
玄武岩・・・・海洋地殻(地球の体積の1.62%)
花崗岩・・・・大陸地殻(地球の体積の0.68%)
鉄などの金属・・・・内核、外核(地球の15.4%)
上記のうち外核以外は固体。(ただしマントルは液体の性質もあるらしい?)

第1章 マントルをつくる緑の石(橄欖岩のプロフィール)
①いろいろややこしい名前ですが
英語名 olivine で、オリーブの中国名は橄欖だと勘違いして橄欖岩と名前を付けたが、別の植物だった
②橄欖岩の主要な鉱物に橄欖石があり、大粒で透明度が高いものは「ペリドット」という宝石で8月の誕生石。
③地下70kmから2900kmにあるマントルが橄欖岩。橄欖岩は緑色。
マントルはマグマのもとなので赤い色をイメージされるかもしれませんが、美しい宝石のような緑色なのかもしれない。
④地上でも見られる橄欖岩
橄欖岩は水と反応すると、蛇紋岩と磁鉄鉱と水素になる。
橄欖岩は北海道様似近くの幌満のアポイ岳で見られる。
⑤キンバーライト・・・地殻の割れ目を急速に上昇してできた橄欖岩でダイヤモンドがとれる。上昇速度は音速の2倍位にないと、ダイヤでなく石墨になってしまう。
⑤マントルは均一ではない。マントルが柔らかくなって流動しているところがプルーム。
⑥地球が冷えないのは放射性元素の崩壊熱による。

第2章 海洋がつくる黒い石(玄武岩のプロフィール)
①玄武洞にある石なので玄武岩と名付けた。玄武とは亀に蛇が巻き付いた四神の一つで、玄とは黒いという意味がある。
②松本基範は、玄武同の玄武岩から70万年前の磁場の逆転を発見した。
③玄武岩は流動性が高い。キラウェア火山の溶岩は川のように数十キロ離れた海岸にながれている。
④「橄欖岩の子」である玄武岩
⑤玄武岩質マグマは「本源マグマ」
安山岩質マグマ、デイサイト質マグマ、流紋岩質マグマは玄武岩質マグマから

第3章 大陸をつくる白い石(花崗岩のプロフィール)
①わかりにくい名前
英語名 Granite 花崗岩の意味は不明、中国語の花石という言葉からという説がある。崗は硬いという意味がある。神戸市の近く御影で取れ御影石ともいう。
②巨大花崗岩を「バリソス」という。なぜバリソスは生まれたか、不思議で長い間議論があった。
③玄武岩マグマの1/100が花崗岩になる。これでは量が不足するので、変成岩が溶けて花崗岩になると考えたが、変成岩由来の花崗岩はごく僅かで、否定され、最後はプレートの沈み込みで水が供給され大陸地殻の安山岩が花崗岩になったと現在は考えられている。(水があると溶けやすくなる)
④安山岩とは
アンデス山脈にあるアンデサイトが安山岩でここから安山岩と名付けられた。
⑤花崗岩は量が多いため、花崗岩マグマが定着してから固まるまでに数百万年かかる。
⑥花崗岩マグマは粘性があるためゆっくりと上昇する。これを「アップストーピング」という。
熱で膨張した表面の岩石には亀裂が入り、それがマグマに落ち込んで溶けてゆく「ダウンストーピング」、ゆっくりと冷やされ、ゆっくりと上昇することによって、様々な元素を取り込み、様々な鉱物の結晶をのびのびと岩体の中で育てる。

第4章石のサイエンス以下は次回とします。

感想
要するに、固体であっても、流体として考えることができ、密度の差による浮力が発生する。従って、花崗岩の浮力のみによる造山論でも問題はなさそうである。
とすると、山ができる理由は3つになるのかな?
① プレートの沈み込み・衝突(東北日本)
② 火山(富士山)
③ 花崗岩の浮力(西日本、宮之浦岳)

あるいはもっとあるのかな?
日本列島を理解するのは、なかなか大変、
初歩的な論議で申し訳なく思いますが、継続調査していきます。

11/10
追記 浮力ではなく膨張の可能性はないか継続調査していきます。

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この記事へのコメント

アラ
2018年11月10日 07:20
日本にはありませんが、ホットスポットも火山のできる原因の一つかもしれませんね。
2018年11月10日 09:46
ハワイー天皇海山列は、ホットスポットによる火山列といわれていますが。天皇海山列の名前は、天皇の名前がついておりおもしろい。

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