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「三つの石で地球がわかる」

図 カバー表紙(講談社広報室の許可を得て掲載)
図 カバー表紙(講談社広報室の許可を得て掲載)

何と刺激的なタイトルだろう!昔,地学の試験の時には岩石の種類を丸暗記しないと覚えられないことを思い出します。今でも鉱物の美しい写真集を見るたびに鉱物の名前が難しすぎて覚えられないので,すぐにこの本を手にとって買ってしまいました。この本の著者,藤岡博士は3つだけ覚えれば地球の基本がわかるといいいます。その三つの石の名前は「橄欖(かんらん)岩」,「玄武岩」,「花崗岩」です。カバー広報部

最初に,そもそも石とは何から始まります。石を作っている元素は,酸素,ナトリウム,マグネシウム,アルミニウム,ケイ素,カリウム,カルシウム,マンガン,鉄,ニッケルなどで,これらの元素は恒星の中での核融合反応と恒星の超新星爆発により形成されました。このうち造岩鉱物の基本的骨格をなしているのが酸素とケイ素です。地球になぜケイ素が多いかや石がなぜ硬いかについても最初に語っています。

 

さて三つの石,橄欖岩,玄武岩,花崗岩の地球での体積比率は橄欖岩が82.3%,玄武岩が1.62%,花崗岩が0.68%で他に金属が15.4%です。橄欖岩は地中の奥深くマントルを,玄武岩は海洋の地殻を,花崗岩は大陸の地殻を形成しています。そして金属は地球の中心の「核」を形成している鉄で,隕鉄と呼ばれています。元素分析から地球と隕石はよく似ていて,地球はもともと隕石であったことを意味し,隕石にはない海水,大気,生命などは石の進化によって生まれたものであることを明らかにします。著者は石の進化の過程が地球の歴史であると述べています。

 

橄欖岩は鮮やかな緑色した岩石で,地下70kmから2000kmまでの深さにあるマントルの中にあります。この岩石は地上に出てくると不安定で,水に触れると濃緑色の「蛇紋岩」に変質して,もろくて風化しやすくなります。橄欖石には酸素とケイ素以外にマグネシウムと鉄が含まれています。化学式は

6[(Mg1.5Fe0.5)SiO4](橄欖岩)+ H2O = 3[Mg3Si2O5(OH)4](蛇紋岩) + Fe3O4(磁鉄鉱) + H2(水素)

地下200kmの深さでは橄欖岩を含むマグマは水を含むと安定化しますが,断層などの圧力の急激な低下があると噴出して地上に出てきます。海底には蛇紋岩でできた海山があり,この海山が生命の誕生に大きな役割を果たしたのではないかと考えられています。海底の熱水噴出孔の地殻に橄欖岩があれば水と反応して水素が発生し,最初の生命はこの水素を利用してエネルギーに変化して生活した可能性が高い。さらに地震の発生の原因として,橄欖岩が関係していると著者は述べています。

 

1950年代,通信用海底ケーブルの設置の必要性から海底の調査が行われ,海底の岩石がほとんど玄武岩であることが判明しました。その後,1961年海底の火山,大西洋中央海嶺で,地表の割れ目からたえず大量のマグマが湧き上がり,割れ目の左右に平面的に広がっていることがわかりました。中央海嶺から流れ出たマグマが玄武岩のもとです。この海底地殻とマントルの最上部とを合わせた岩板がプレートで,世界はこのプレートで覆われていて,このプレートが移動して大陸が形成されます。玄武岩のマグマは粘性が低いために流動性に富みどこまでも薄く広がっていきます。また深海底では圧力が高いため,ガスが発泡せずに閉じ込められてさらに粘性低くなります。パプアニューギニアの東の沖には日本の面積の6倍も大きな平坦な玄武岩でできた台地,オントンジャワ海台が広がっています。陸上でもこうした光景がみられ,その代表的なものがデカン高原です。富士山の左右対称のなだらかな形も玄武岩によるものです。東京の地面が黒いのも富士山から飛んできた玄武岩質の火山灰によるものと考えられます。東尋坊など日本海側の海岸線にみられる六角形の断面の柱状節理も玄武岩質のマグマがゆっくりと固まったものです。

 

花崗岩は日本全般に分布していて,特に近畿地方や中国地方には多い。比叡山,大文字山,六甲山には花崗岩がよく見られます。また比良山や湖南アルプスはみな花崗岩でできています。花崗岩は白っぽい色をしているので,京都の地面は白っぽいというのが,京都生まれの著者の印象だそうです。花崗岩はゆっくり冷えて大きな粒状になっていて,この粒の中に大きな結晶が詰まっています。粒の荒さが花崗岩のもろくて風化しやすいという特徴の原因になっています。花崗岩が大陸地形にとなったのは玄武岩よりも密度が小さい,つまり軽いからです。この花崗岩はしばしば大きな岩体「バソリス」を形成しますが,この巨大なバソリスの形成が大きな謎でした。1960年代に確立されたプレートテクトニクスがこの問題を解決しました。海を移動してきた海洋プレートは,大陸プレートのところまできてその下に沈み込むが,マントル深くまで落ちていくと抱え込んでいた大量の水をそこで吐き出します。その結果大規模な地殻の融解が生じます。また海洋プレートと大陸プレートの衝突で熱が発生しやはり地殻が溶けます。このもともとの地殻は安山岩で,この安山岩が融解して花崗岩からなる大陸地殻ができたと考えられています。花崗岩質のマグマは非常に量が多いため,ゆっくり冷え鉱物によっては数百万年もの時間がかかります。冷却によって大量の熱が放出され,地下水が温められて温泉ができます。有馬温泉はその代表です。日本の温泉の6割が花崗岩に起因するものだそうです。

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コメント: 5
  • #1

    長谷川貴史 (火曜日, 12 3月 2019 07:48)

    有難う御座います�
    分かりやすかったです。

  • #2

    羽川メイ (水曜日, 10 6月 2020 09:29)

    中学校で学ぶ岩石は「入試に出るから覚えろ!」という具合で、まったく面白みがなく、苦痛でした。この解説を読むと、「なるほど!」と思えるので、興味がわきます。理科の先生にも読んでほしいです。ありがとうございました。

  • #3

    渡辺和美 (水曜日, 24 6月 2020 14:11)

    NHK ジオ・ジャパンを見ての疑問が解けました。もっと若いころ地学に興味を持てば
    よかったと後悔してます。

  • #4

    種子 彰 (水曜日, 24 6月 2020 23:44)

    ありがとうございます.橄欖岩は地下上部マントルで安定ということで,地上に出ると流紋岩や玄武岩に変わってしまいます.マントルにはたっぷりと有るのに地上では希なのがダイヤモンドと同じですね.
     日本地球惑星科学連合の2020年のJpGU-AGU Joint Meeting 2020 ネット開催で,
    プレートテクトニクスの起源仮説の検証を発表します.コンチネンタル・ドリフトをウェゲナー氏が提案してから,プレートテクトニクスと名前を変えても,駆動力は不明のまま,信仰の様に信じられていましたが,進化の結果を用いるアブダクションという創造的推論で,月の起源と地球海洋底の起源と小惑星帯の起源と木星大赤斑の起源と水星の起源を統一的に検証できました.ついでに,地軸傾斜の起源とダイヤモンドの鉱山(キンバーライトパイプ)の起源も検証できました.
    M-IS22 P-01,S-IT25 P-01,M-ZZ56 P01 ポスター発表ばかりですが,ネット開催なのでインターネットで質疑や発表が聴けます.
     太陽系の誕生から惑星形成の過去ですが,理論仮説で検証できるのは世界初です.宇宙初といえる.勿論人類初です.
     実証主義的には,再現実験は不可能ですが,太陽系の進化の結果に住む私達は,太陽系の結果(特徴)を全て統一的に説明出来る仮設がより真実で゜あるという考えで,其れを検証と呼べると思います.仮説から地球衝突した相対速度と角度が計算できて,月の位置エネルギーまで一致しており,月が常に地球に表面(月の海が有る側)を向ける理由や,月の海が玄武岩であり裏側に海が無い理由まで説明できました.地球の還太平洋弧状列島と背弧凹海盆の起源や,同じ密度のプレートが相互に重なり合う理由や,プレートが皺も亀裂が無く剛体の様に移動する理由も説明しています.何より,海洋底の起源と月の起源が同一のマルチインパクト仮説だけで検証できる事が画期的です.
     反論はご自由に,但しこの仮説以上の画期的な仮説を提案して検証して見せて下さい.皆さんのご提案を期待しております.種子彰 拝.2020 7/12,13の予定です.

  • #5

    種子 彰 (水曜日, 21 10月 2020)

    コロナウイルスのために,9月にネット開催として発表しました.

    追加で,環太平洋弧状列島に凹プレート形成と,弧状山脈の峯に橄欖岩の垂直な壁が連なる,フィリピンのギィティング山や,日本の日高山脈の例を説明できました.
    本来下部マントルの層が,山脈の尾根に垂直に連なる事は唯の造山隆起では説明できません. キンバーライトパイプの起源と同様な特懲の説明が出来ました.
     月の起源のジャイアント・インパクト仮説では説明できません.(笑い)