メインコンテンツへスキップ
教材一覧に戻る
地学

地球ちきゅう構造こうぞう

最終確認日:

このしょうまなぶこと

だい 2 しょうでは きゅう中身なかみまなびます。 ちょくせつることができないないを、 地震波じしんは岩石がんせき研究けんきゅうからあきらかにしました。

  • きゅう4 そうこうぞう (地殻ちかくマントルまんとる外核がいかく内核ないかく) を
  • 地震波じしんは速さはやさからない推定すいていするしくみをかいする
  • プレートテクトニクスぷれーとてくとにくすほんをつかむ
  • マグマまぐまがどこでどうできるかを
  • アイソスタシーあいそすたしー (かく浮力ふりょくへいこう) をまな

ポイント: きゅう半径はんけいやく 6378 km。 ひとがほった最深さいしんくっさく孔 (コラ半島コラはんとう) でもやく 12 km。 つまり、 ちょくせつえているのは きゅうの 0.2% だけ。 のこりは 地震波じしんは隕石いんせき研究けんきゅうからすいていしました。

1. 地球ちきゅう内部ないぶの 4 そう構造こうぞう

地殻・マントル・外核・内核を示す地球断面図
地球ちきゅう内部ないぶ の 4 そう構造こうぞう地殻ちかく (Crust)・マントルまんとる (Mantle)・外核がいかく (Outer core、 液体えきたい)・内核ないかく (Inner core、 固体こたい) という同心円どうしんえんじょうそうからなる。 中心ちゅうしんまでやく 6378 km。

4 そうがいよう

そうふかさ (じょうたんたん)おもぶっしつじょうたい
地殻ちかく0〜やく 30 km (たいりく)、 0〜やく 7 km (かいよう)花崗岩かこうがん (たいりく)、 玄武岩げんぶがん (かいよう)固体こたい
マントルまんとるやく 2900 kmかんらん岩かんらんがん固体こたい (ただながれる)
外核がいかくやく 5100 kmてつ + ニッケル液体えきたい
内核ないかくやく 6378 km (中心ちゅうしん)てつ + ニッケル固体こたい

地殻ちかくの 2 しゅるい

しゅるいあつおも岩石がんせき密度みつど
大陸地殻たいりくちかく平均へいきん約 35 km (ヒマラヤでは 60 km)花崗岩かこうがんやく 2.7 g/cm³
海洋地殻かいようちかく平均へいきん約 7 km玄武岩げんぶがんやく 3.0 g/cm³

大陸地殻たいりくちかくほうあつかる海洋地殻かいようちかくほううすおも というとくちょうがあります。

マントルのこうぞう

マントルまんとるは 1 まいではなく、 上区分くぶんされます。

区分くぶんふかとくちょう
上部マントルじょうぶマントルやく 670 kmかんらん岩かんらんがんマグマまぐまがここでできる
遷移層せんいそう410〜660 km きん圧力あつりょく結晶けっしょうこうぞうわる
下部マントルかぶマントルやく 2900 kmより圧力あつりょくたか結晶けっしょう、 ゆっくり対流たいりゅう

大事だいじ: マントルまんとる固体こたい だが ながかん (すうおくねん) でればながれる。 「氷河ひょうがあめがゆっくりへんけいする」 のとおなじで、 マントル対流まんとるたいりゅうプレートぷれーとうごかすげんどうりょくになる。

かくせいしつ

区分くぶんじょうたいやくわり
外核がいかく液体えきたい (てつ + ニッケル)地磁気ちじきつくる (ダイナモ作用だいなもさよう)
内核ないかく固体こたい圧力あつりょくたかすぎて液体えきたいになれない

外核がいかく流動りゅうどうしているため、 そのなかながれる電流でんりゅう地球磁場ちきゅうじばします。 このが、 太陽風たいようふうからきゅうまもっています。

2. 地震じしんから内部ないぶ

地震じしんしゅるい

しんきると、 さまざまななみます。 おも実体波じったいは表面波ひょうめんはの 2 たねあり、 実体波じったいはない透過とうかします。

なみしゅるい速さはやさせいしつ液体えきたいとおるか
P波ぴーは (縦波たてなみ)やく 5〜14 km/s進行しんこうほうこうとお
S波えすは (横波よこなみ)やく 3〜7 km/s進行しんこうほうこう直角ちょっかく振動しんどうとおらない
表面波ひょうめんは (レイリーなみ・ラブ)よりおそ地表ちひょうつたう、 被害ひがいおおきい

S なみシャドーゾーン

S波えすは液体えきたいとおれない せいしつがあります。 おおきな地震じしんきたとき、 きゅう中でS波えすはかんそくされないりょういき (= シャドーゾーンしゃどーぞーん) があることから、 「外核がいかく液体えきたい」 とけつろんされました。

震源しんげんからのかくかんそくされるなみ
0°〜103°P波ぴーはS波えすは両方りょうほう
103°〜143°P波ぴーはS波えすはかんそくされず (シャドーゾーンしゃどーぞーん)
143°〜180°P波ぴーはのみ (かいせつしてとどく)、 S波えすはなし

れんぞくめん

地震波じしんは速さはやさきゅうわるふかさを 不連続面ふれんぞくめんびます。 ぶっしつじょうたいわることをしめします。

れんぞくめんふかうえしたきょうかい
モホロビチッチ不連続面もほろびちっちふれんぞくめん (モホ面モホめん)大陸たいりく 30〜70 km、 海洋かいよう約 7 km地殻ちかくマントルまんとる
グーテンベルク不連続面ぐーてんべるくふれんぞくめんやく 2900 kmマントルまんとる外核がいかく
レーマン不連続面れーまんふれんぞくめんやく 5100 km外核がいかく内核ないかく

ポイント: この 3 つのめん地震波じしんはかんそくからはっけんされたもので、 ちょくせつったわけではありません。 ここが 「地震波じしんはきゅうX線Xせん」 とばれるゆうです。

3. プレートとプレートテクトニクス

リソスフェアとアセノスフェア

マントルまんとる上部じょうぶ地殻ちかくわせた 「かたい 1 まい」 を リソスフェアりそすふぇあび、 そのしたの 「すこながれる部分ぶぶん」 を アセノスフェアあせのすふぇあびます。 この リソスフェアりそすふぇあプレートぷれーと です。

そうふかせいしつ
リソスフェアりそすふぇあ (= プレートぷれーと)0〜やく 100 kmかたくてうごくブロック
アセノスフェアあせのすふぇあやく 100〜300 km流動りゅうどうせいたかい、 マグマまぐまができる

地球ちきゅう表面ひょうめんのプレート

きゅうひょうめんやく 15 まいプレートぷれーとかれていて、 それぞれが ねんかず cm〜10 cm うごいています。

おもプレートぷれーと:

プレートめいおもはん
太平洋プレートたいへいようプレートたいへいようだい部分ぶぶん
ユーラシアプレートヨーロッパ、 アジア (西部せいぶ東部とうぶ)
北アメリカプレートきたアメリカプレート北米ほくべい、 グリーンランド、 シベリア東端ひがしばた
南アメリカプレートみなみアメリカプレート南米なんべい
アフリカプレートアフリカ
オーストラリアプレートオセアニア
南極プレートなんきょくプレート南極なんきょく
フィリピン海プレートフィリピンうみプレートフィリピンうみ

ポイント:ほんれっとう北アメリカプレートきたアメリカプレート・ユーラシアプレート・太平洋プレートたいへいようプレートフィリピン海プレートフィリピンうみプレート4 まい がぶつかる場所ばしょかいゆうすう地震じしん火山かざんくに であるゆうがここにある。

プレート境界きょうかいの 3 しゅるい

きょうかいうごできるものれい
発散境界はっさんきょうかいたがいにはなれる海嶺かいれいたいりく地溝ちこう大西洋中央海嶺たいせいようちゅうおうかいれいアフリカ大地溝帯アフリカだいちみぞたい
収束境界しゅうそくきょうかいたがいにぶつかる海溝かいこう沈み込み帯しずみこみたい造山帯ぞうざんたい日本海溝にっぽんかいこうヒマラヤ山脈ひまらやさんみゃく
トランスフォーム境界とらんすふぉーむきょうかいよこにずれるおおきな断層だんそうサンアンドレアス断層サンアンドレアスだんそう

収束しゅうそく境界きょうかいの 2 タイプ

タイプれいとくちょう
海洋プレートかいようプレート vs 大陸プレートたいりくプレート日本海溝にっぽんかいこう南米西岸なんべいせいがんおも海洋プレートかいようプレートしずむ → 海溝かいこう火山かざん
大陸プレートたいりくプレート vs 大陸プレートたいりくプレートヒマラヤ、 アルプスたがかるくてしずめず → 巨大きょだいさんみゃく

プレートをうごかすちから

どうりょくしくみ
マントル対流まんとるたいりゅうあつぶっしつじょうしょうえたものがこう
スラブプル沈み込むしずみこむプレートぷれーと自分じぶんおもさでっぱる
リッジプッシュ海嶺かいれいでできたあたらしいプレートぷれーと

4. マグマの生成せいせい

マグマはどこでできるか

マグマまぐま地殻ちかくマントルまんとるきょうかいきん でできます。 できる場所ばしょと仕みは 3 つ。

場所ばしょできかた
沈み込み帯しずみこみたい上のマグマまぐましず海洋プレートかいようプレートから みずマントルまんとる部分ぶぶん融解ゆうかい
海嶺かいれい下のマグマまぐまマントルまんとるじょうしょうして 減圧げんあつ融解ゆうかい
ホットスポットほっとすぽっと上のマグマまぐまマントルまんとる深部しんぶからこうおんプルームぷるーむじょうしょう

ホットスポットとは

ホットスポットほっとすぽっとプレートぷれーときょうかいかんけいなく、 マントルまんとるしんからのじょうしょう流 (プルームぷるーむ)まれるマグマまぐま出口でぐちうごかない噴出ふんしゅつぐちうえプレートぷれーとうごくことで、 しまれつ ができます。

れいせつめい
ハワイ諸島ハワイしょとう太平洋プレートたいへいようプレート北西ほくせいうごくと、 しまなら
イエローストーン北米ほくべい大陸たいりくホットスポットほっとすぽっと巨大きょだい噴火ふんか履歴りれき

5. アイソスタシー (浮力ふりょく平衡へいこう)

アイソスタシーのかんがかた

アイソスタシーあいそすたしー は、 「地殻ちかくマントルまんとるうえこおりうみかぶようにいている」 というかんがかたです。

部位ぶいかぶせいしつ
あつ大陸地殻たいりくちかく (ヒマラヤ)たかすが、 したにもふかしずむ (さん根)
うす海洋地殻かいようちかくあまりさない

氷山ひょうざんたと

ひょうざんれい地球ちきゅうれい
氷山ひょうざんの 9/10 はかいちゅうヒマラヤも 「山根やまね」 がふかしずんでいる
こおりければ浮力ふりょく氷河ひょうがけると大地だいちがゆっくりじょうしょう (後氷期回復こうこおりきかいふく)

こう氷期ひょうきかいふく

最終さいしゅう氷期ひょうき (1 まんねんまえ) に北欧ほくおう北米ほくべいおおっていた 巨大きょだい氷床ひょうしょうけたけっ大地だいちがゆっくりがりつづけています。 スカンジナビア半島スカンジナビアはんとういまでもねんやく 1 cm じょうしょう中。 アイソスタシーあいそすたしー実例じつれいです。

6. 地球ちきゅう内部ないぶ調しらべる方法ほうほう

さまざまな手段しゅだん

ほうわかること
地震波じしんはトモグラフィー地球内部ちきゅうないぶを 「CT スキャン」 のように3D
隕石いんせき組成そせい分析ぶんせき太陽系たいようけい誕生たんじょうぶっしつ = きゅう原料げんりょうかく
こうあつ実験じっけん (ダイヤモンドアンビル)こうあつ下の岩石がんせきじっけんしつさいげん
くっさく海底かいていくっさく船 「ちきゅう」 でかず km
地熱ちねつ流量りゅうりょうきゅうねつからないじょうたいすいてい

探査たんさせん 「ちきゅう」

日本にほん海洋研究開発機構かいようけんきゅうかいはつきこう (JAMSTEC) がうんようするくっさく船。 海底かいていからかず km り、 マントルまんとるへのとうたつ目指めざしています。 南海トラフなんかいトラフ巨大きょだい地震じしん研究けんきゅうにもおおきくこうけんしています。

7. ふりかえりと安全あんぜん配慮はいりょ

  • [ ]きゅう4 そうこうぞう (地殻ちかくマントルまんとる外核がいかく内核ないかく) をえる
  • [ ]P波ぴーはS波えすはのちがいと シャドーゾーンしゃどーぞーん から外核がいかく液体えきたいとわかるゆうせつめいできる
  • モホ面モホめんグーテンベルク不連続面ぐーてんべるくふれんぞくめんレーマン不連続面れーまんふれんぞくめんふかさをえる
  • [ ]プレートぷれーときょうかいの 3 しゅるい (発散境界はっさんきょうかい収束境界しゅうそくきょうかいトランスフォーム境界とらんすふぉーむきょうかい) とそれぞれのれいえる
  • [ ]マグマまぐまができる 3 つの場所ばしょ (沈み込み帯しずみこみたい海嶺かいれいホットスポットほっとすぽっと) をえる
  • アイソスタシーあいそすたしーひょうざんたとえでせつめいできる

このしょう安全あんぜん配慮はいりょ

  • 地震じしん速報そくほう (P なみ検知けんちして緊急地震速報きんきゅうじしんそくほう) のる → だい 3 しょう
  • プレートぷれーときょうかい上にひと地震じしん火山かざんハザードマップはざーどまっぷかくにんする
  • くっさく岩石がんせき採集さいしゅうかなら許可きょかヘルメットへるめっとひつよう
  • マントルまんとるかくこうおんこうあつ環境かんきょう実験じっけん室での再現さいげん特殊とくしゅ装置そうちひつよう一般いっぱんではできない

しょう: だい 3 しょうでは、 プレートぷれーとうごきがこす 火山かざん地震じしんまなびます。 噴火ふんかのタイプ、 マグニチュードまぐにちゅーど震度しんど津波つなみのしくみを、 防災ぼうさいとセットでまなんでいきます。

世界の主要プレートを色分けした地図
プレートぷれーとかいぶん (2022 ねん改訂かいていばん) — きゅうひょうめんやく 15 まいプレートぷれーとかれ、 年数ねんすう cm〜10 cm うごく。 日本にほんれっとう周辺しゅうへん太平洋プレートたいへいようプレートフィリピン海プレートフィリピンうみプレート・ユーラシアプレート・北アメリカプレートきたアメリカプレート の 4 まいがぶつかるかいゆうすうへんどうたい
この教材きょうざいやくちましたか?