海底拡大とは？海嶺とマントル対流で説明するプレート移動の仕組み
海底拡大の仕組みをやさしく解説：海嶺での新生地殻、マントル対流とプレート移動が大陸ドリフトを生むメカニズムを図解で詳述。
海底の広がりは、地殻プレートが離れて移動するときに、海の底で起こります。海底が移動して大陸を運びます。海の真ん中にある隆起部では、新しい海の地殻が作られます。海底が広がる海嶺の原動力は、マグマの圧力よりもむしろ地殻プレートの引力ですが、海嶺が広がる海嶺では一般的にマグマが活発に活動しています。
大西洋中部の海嶺（その他の場所）では、海洋プレートの間の断層を通って、上部マントルからの物質が上昇しています。それは、プレートが互いに遠ざかるにつれて、新しい地殻を形成します。その後、新しい地殻はゆっくりと大西洋海嶺から離れていきます。海底の広がりは、プレートテクトニクスにおける大陸ドリフトを説明するのに役立ちます。海溝では、海底の地殻が大陸の地殻の下に滑り落ちます。
大陸ドリフトの初期の理論（例えばアルフレッド・ウェゲナーによる）は、大陸が海を「耕して」移動したというものでした。現代の考えでは、海底自体が移動して大陸を運んでいると考えられています。今日では受け入れられている。この現象は、弱い上部マントル（無表情圏）の対流によって引き起こされます。
さらに、散布率は、尾根が高速、中間、低速のいずれかであるかどうかを判断します。一般的に、速い尾根では年間9cm以上の散布率が見られます。中間の尾根は年間4～9cmの散布率であるのに対し、遅い散布率の尾根は年間4cm未満である。
海底拡大（sea-floor spreading）とは何か
海底拡大は、海洋底の中央にある海嶺（ミッドオーシャンリッジ）でマントル由来の物質が上昇し、冷えて固まって新しい海洋地殻を作る過程です。新しく作られた地殻は海嶺を離れて両側に広がり、結果として海洋プレートが互いに遠ざかります。これによって大陸は相対的に移動し、プレートの配置が時間とともに変化します。
海嶺とマントル対流の関係
海嶺は上部マントルから上昇する熱い物質や部分的に溶けた物質（マグマ）が供給される領域です。上部マントルの温度差による対流によって、物質が上昇して海嶺で新しい地殻を形成します。対流はプレートを動かす一因ですが、現代の説明では対流に加えて以下のような力が重要視されます。
- スラブプル（slab pull）: 古くて冷えた海洋プレートが海溝で沈み込む際、その重みがプレート全体を引っ張る力。多くの場合、プレート運動の主要な駆動力とされます。
- リッジプッシュ（ridge push）: 海嶺で地殻が高く隆起するため、重力によりプレートが斜面を転がるように押し出される力。
- マントル対流: マントル内部の流れがプレートの底面にせん断力を与え、プレートの移動を助けることもあります。
観測による裏付け
海底拡大は複数の観測データで支持されています。代表的なものを挙げます。
- 地磁気のストライプ（磁気異常）: 海底の岩石が過去の地磁気逆転を記録し、海嶺から離れるにつれて対称的な磁気異常パターンを示します。これにより海底が両側に同じ速度で成長していることが分かります。
- 地質学的年齢: 海嶺付近の地殻は最も若く、海嶺から離れるほど古い地殻が存在します。海洋地殻の年齢分布は海底拡大を示す重要な証拠です。
- 地震や火山活動の分布: 海嶺や海溝付近で地震・火山活動が多く見られ、プレート境界で活発な地質作用が起きていることを示します。
速度の分類
海底拡大の速度は海嶺ごとに異なり、次のように分類されます（元の文章と同様の基準）。
- 速い尾根: 年間9cm（90mm）以上
- 中間の尾根: 年間4～9cm（40～90mm）
- 遅い尾根: 年間4cm（40mm）未満
例えば、大西洋中央海嶺は一般に中速、東太平洋海嶺は非常に速い例として知られています。拡大速度はプレート境界の地質構造（断裂やトランスフォーム断層など）や火山活動の形態にも影響を与えます。
海溝と沈み込み
海底拡大で作られた古い海洋地殻は一方で消滅します。海溝などの沈み込み帯では、海洋地殻が大陸地殻あるいは別の海洋プレートの下に潜り込んでマントルへ沈み込みます。この再循環があるため、地球の表面面積はほぼ一定に保たれます。
まとめ
海底拡大は、海嶺での新しい海洋地殻形成とマントル内部の動き、そして沈み込みによる地殻の消失というサイクルを通じてプレートテクトニクスを駆動します。観測的証拠（磁気異常、地殻年齢分布、地震・火山活動）や理論（スラブプル、リッジプッシュ、マントル対流）を組み合わせることで、今日の大陸移動と地球のダイナミクスが理解されています。
海洋地殻の年齢：最も若い(赤)のは広がりのある中心部に沿っている。
中層の海嶺で広がる
海洋尾根の図
中海嶺の世界分布：全体像。
中海嶺
中海嶺とは、海中の山系のことである。これは、プレートテクトニクスによって形成された、背骨に沿って走る地溝の谷を持つ山の鎖で構成されています。中大洋海嶺は、離れて移動している2つのプレートの境界を示しています。中大洋海嶺は、発散する境界によってできています。
世界の中大洋中尾根はつながっていて、すべての海の一部である一つの地球規模の中大洋中尾根系を形成しています。中大洋中尾根系は世界で最も長い山脈である。連続する山脈の長さは65,000km(40,400mi)です。最長の大陸性山脈であるアンデス山脈よりも数倍長い。大洋海嶺系の全長は80,000km(49,700mi)である。
どのように動作するか
中大洋の海嶺は地質学的に活発で、海嶺の軸に沿った裂け目やその付近では、常に新しいマグマが海底や地殻の中に出現しています。結晶化したマグマは、玄武岩やガブロなどの新しい地殻を形成しています。
海底下の地殻を構成している岩石は、海嶺の軸の位置で最も若く、軸からの距離が長いほど年代が高くなります。玄武岩を構成する新しいマグマは、その下にある地球のマントルが減圧融解することにより、軸の位置や軸の近くに出現します。
海洋地殻は地球よりもはるかに若い岩石で構成されています。海洋地殻は海嶺で常に「更新」されています。中層の海嶺から遠ざかるにつれて、海の深さはどんどん深くなり、最も深いのは海溝です。海洋の地殻が海嶺の軸から遠ざかるにつれて、その下のマントルにあるペリドタイトが冷えて硬くなります。この地殻とその下にある比較的硬いペリドタイトが海洋岩石圏を構成しています。
中大西洋海嶺のようなゆっくりと広がる尾根には、大きくて広い裂け目の谷があり、幅が10～20kmにもなることもあり、尾根の頂上には非常に険しい地形が広がっています。対照的に、東太平洋海嶺のような急速に広がる尾根は、狭くて鋭い切り込みがあり、全体的に平坦な地形に囲まれており、何百マイルにもわたって尾根から離れて傾斜しています。
質問と回答
Q:海底拡散とは何ですか?
A: 海底拡散とは、海の底で起こるプロセスで、地殻プレートが離れていくことです。地殻変動によって新しい地殻が生まれ、それに伴って大陸が移動していきます。
Q: 海底拡散の原因は何ですか?
A: 海底拡大帯の原動力は、マグマ圧よりも地殻変動です。しかし、拡大帯では通常、大きなマグマ活動が見られます。また、弱い上部マントルやアステノスフィアの対流もこの現象に寄与している。
Q: 海底地形変動はどこで起こるのですか?
A: 海底の広がりは、主に海の真ん中にある海嶺と大陸の地殻に近い海溝で起こります。
Q:海底の広がりはどれくらいの速度で起こるのですか?
A:海底の広がりは海嶺の種類によって異なり、速い海嶺は1年あたり9cm以上、中間の海嶺は1年あたり4～9cm、遅い海嶺は1年あたり4cm以下と言われています。
Q: 海底の広がりは、大陸の移動をどのように説明するのですか?
A: 海底の広がりは、プレートテクトニクスにおける大陸の移動を説明するのに役立ちます。アルフレッド・ヴェーゲナーなど、大陸が海を突き進むと考える以前の説に代わって、この現代的な考え方が生まれたのです。
Q: アルフレッド・ウェゲナーの大陸移動説とはどのようなものだったのでしょうか?
A: アルフレッド・ウェゲナーの大陸移動説は、大陸は海底を移動することによって運ばれるのではなく、海の中を「突っ走る」ものであるというものでした。
百科事典を検索する