1. プレートテクトニクスの枠組みの成立∼現在 10/8 資料図版類

プレートテクトニクス 2015冬学期
1. プレートテクトニクスの枠組みの成立∼現在
10/8 資料図版類
1
(Romm, Nature 1994)
© 1994 Nature Publishing Group
2
先駆者たちの発想：大陸は移動する？
Francis Bacon
“Novum Organum” (1620)
• 当時の航海者たちによる世界
地図を示し、アフリカと南ア
メリカの海岸線の類似が偶然
では考えにくいとの見解
(Wikipedia)
3
Edward Swess
(1831-1914)
Gondwana land
• 古生代末期に超大陸
があったことを提唱
し、ゴンドワナラン
ドと命名
• 大陸が水平に移動す
るアイディアの提示
(Wikipedia)
4
Alfred Wegener 大陸移動説
(Wikipedia)
Modified Wegener (1922,1924)
（Lowrie, Fundamentals of Geophysics, 2nd,2007)
5
• 大陸(Sal)が大洋（Sima）をかきわけ移動する
• 超大陸パンゲア、超海洋パンサラサの提唱
Wegener (1912) continental drift hypothesis
大陸を移動させる原動力・メカニズムについての言及はなかった
6
先駆者たちの発想：マントル対流
• Arthur Holmes (1890-1965)
• マントル対流の先駆的なアイディアの提示（1929,1944)
• 地球表面の玄武岩層がその下の対流層の上を運ばれる
(Holmes, 1944)
7
となる観測事実：世界の震源分布
Isacks et al.(1968)
8
現在のデータでは
bathymetry: ETOPO2, seismicity Engdahl et al.(1998)
9
和達(1935)
10
Benioff(1954)
11
現在のデータでは
Wadati-Benioff seismic zone
from http://www.hp1039.jishin.go.jp/eqchreng/eqchrfrm.htm
Headquaters for Earthquake Research Promotion
12
Heezen and Tharp(1959)
Marie Tharp, http:://www.columbia.edu
13
(Press et al., Understanding Earth 4th ed., 2003)
sediment/basement boundary (dotted line)
(Ewing&Ewing, 1959)
14
現在のデータでは（衛星データの利用）
bathymetry: ETOPO2
15
(Hess, 1962)
16
(Matsuyama, 1929)
17
Coxによる地磁気反転史とエポックの命名
Brunhes normal epoch
short interval = event
Matsuyama reversed epoch
Gauss normal epoch
Gilbert reversed epoch
(Cox et al., 1967)
18
black: normal epoch
white: reversed epoch
現代の命名法
現在がchron1(C1)で過去に向かって数
字が大きくなる
正帯磁と逆帯磁で1 chron (C1n+C1r)
中生代は新たにM1ではじめる
(ATNTS 2004)
0.000! 0.781!
0.781! 0.988!
0.988! 1.072!
1.072! 1.173!
1.173! 1.185!
1.185! 1.778!
1.778 1.945
1.945 2.128
2.128 2.148
2.148! 2.581!
2.581! 3.032!
3.032! 3.116!
3.116! 3.207!
3.207! 3.330!
3.330! 3.596!
3.596 4.187
C1n(Brunhes)
C1r.1r(Matuyama)
C1r.1n(Jaramillo)
C1r.2r
C1r.2n(Cobb Mountain)
C1r.3r
C2n(Olduvai)
C2r.1r
C2r.1n(Reunion)
C2r.2r(Matuyama)
C2An.1n(Gauss)
C2An.1r(Keana)
C2An.2n
C2An.2r(Mammoth)
C2An.3n(Gauss)
C2Ar(Gilbert)
／海洋情報部技報第２５号再‐３／１０小山・熊川・植田８７‐９５
2007.06.27 16.55.00
Page 100
海洋情報部技報
(Understanding Earth, Sliver&Jordan 2003)
19
となる観測事実：地磁気縞異常の発見
LA７
０
１（YS１
１）
テールスティンガ
磁力計センサー
制御・収録部
第１図
(曳航式磁力計 R/Vよこすか）
LA７
０
１号機と使用機材
Fig.１ Proton senser in tail stinger and Magnetometer inside LA７
０
１（Y
(海保LA701
航空磁気）
20
― 88 ―
black: high
white: low
oceanic ridge crest
• 縞模様は何千kmにわたって連続する
• 縞模様は海嶺に平行である
(Vine, 1966; Heirtzler et al., 1966)
• 縞模様は海嶺軸に対してほぼ線対称である
• 海嶺山頂部では強い磁場を観測
21
海底拡大説
• 記念碑的な論文Vine & Matthews(1963),
Vine(1966) “spreading of the ocean floor”
• 海洋性地殻は海嶺で生産され、その時
の地球磁場を記録するように磁化する
• 磁化した地殻は海嶺から広がり離れて
いく
• 正磁極期に生産された海洋底は観測磁
場を強めるように働き、逆磁極期に生
産された海洋底は観測磁場を弱める
（現在の地球磁場をキャンセルする）
ように働く。その結果として地磁気縞
異常が観測される。
(Press et al., Understanding Earth 4th ed., 2003)
22
海底拡大説の実証は1970年
- 深海掘削による岩石サンプルの年代決定
DSDP Initial Report Vol.3
23
精密な大陸配置復元
• 計算機の発達により精密な復
元が可能に
• Bullard et al. (1965)
• 大西洋の両側
• Smith and Hallam(1970)
• ゴンドワナランドの復元
(500 fathoms = 914m)
(Bullard et al., 1965)
24
パラダイムシフトへ :トランスフォーム断層
• Wilson(1965)による新しいプレート概
念と新しいタイプの断層の提唱 “ new
class of faults”
• 地球上の変動帯（海嶺や断層）は
地球表面をいくつかの大きな剛体
の板に分けている
rigid plate
• 変動帯の末端では、構造が別の構
造へと変化する
transform
(Wilson, 1965)
25
transform fault
plate
(Skinner, Dynamic Earth, 2004)
26
初期のプレートテクトニクスの概念図
(Isacks, et al., 1968)
27
(Le Pichon, 1968)
28
水平方向の広がりを考える
ここはプレート境界？
それともユーラシアプレートの内部変形？
bathymetry: ETOPO2, seismicity Engdahl et al.(1998)
29
世界の歪みマップ
収束境界と比較せよ
(Kreemer et al., 2003)
30
その後の代表的なプレートモデル
Eurasia
North America
Juan de Fuca
Paciﬁc
Cocos
Arabia
Carib
1 I N T RO D U C T I O N
Indian
Philippine
Current
Sea
plate motions
3
also determine best-fitting angular velocities for all plate pairs that
Africa
Four decades after the inception of the theory of plate tectonics,
Nazca
South America
estimates of geologically current plate motions (Chase 1972, 1978;
Minster et al. 1974; Minster & Jordan 1978; DeMets et al. 1990,
1994a) continue to be used broadly for geological, geophysical and
geodetic studies. Increased shipboard, airborne and satellite coverage of the mid-ocean ridge system over time has enabled steady
improvements in the precision and accuracy of successive estimates
of plate angular velocities, making them ever more useful for estimating plate motion, for detecting zones of slow deformation, and
for determining the limits to the rigid plate approximation. Since
the early 1990s, steady improvements in estimates of instantaneous
tectonic plate velocities from Global Positioning System (GPS) and
other geodetic data (e.g. Argus & Gordon 1990; Ward 1990; Argus & Heflin 1995; Larson et al. 1997; Sella et al. 2002; Kreemer
et al. 2003; Kogan & Steblov 2008; Argus et al. 2010) have enabled
valuable comparisons between geological and geodetic estimates of
current plate motions and have set the stage for efforts to detect and
link recent changes in plate motions to the forces that cause those
changes.
Herein we review available data that describe geologically current
plate motions and present a new closure-enforced set of angular
velocities for the motions of 25 tectonic plates (Figs 1 and 2). We
• DeMets et al. NUVEL-1A (1994)
• 大・中の14のプレートからなる
share a boundary populated by data. Rates of seafloor spreading
and azimuths of oceanic transform faults supply ≈75 per cent of
the kinematic information for the new set of angular velocities. We
Australia
therefore use the name MORVEL
(Mid-Ocean Ridge VELocity) for
the new set of angular velocities. Unlike its predecessors NUVEL-1
and NUVEL-1A (DeMets et al. 1990, 1994a), few earthquake slip
directions are used in MORVEL. Moreover, GPS station velocities
are used to estimate the motions of six smaller plates with few or no
Antarctica
other reliable kinematic data, with care taken to avoid introducing
any dependence between plate angular velocities that are determined
from geological data and angular velocities that are estimated from
geodetic data.
Many new multibeam sonar, side-scan sonar and dense magnetic
surveys of the mid-ocean ridges have become available since the
publication of NUVEL-1. Some of these surveys occurred in regions where few or no data were available before and thus provide
valuable new limits on estimates of plate motions. Whereas many
NUVEL-1 spreading rates were estimated from isolated shipboard
transits of the mid-ocean ridges, most MORVEL spreading rates are
determined from dense ship and airborne surveys. This enhances
our ability to identify the present and past locations of ridge-axis
offsets that can disrupt an anomaly sequence and corrupt estimates
of spreading rates. Nearly all the new spreading rates are estimated
• 運動速度は過去200万年間の平均（地磁気縞異常に基づく）
31
MOVEL-1(DeMets et al., 2010)
• 19プレートからなる
Figure 1. (a) Epicentres for earthquakes with magnitudes equal to or larger than 3.5 (black) and 5.5 (red) and depths shallower than 40 km for the period
1967–2007. Hypocentral information is from the U.S. Geological Survey National Earthquake Information Center files. (b) Plate boundaries and geometries
employed for MORVEL. Plate name abbreviations are as follows: AM, Amur; AN, Antarctic; AR, Arabia; AU, Australia; AZ, Azores; BE, Bering; CA,
Caribbean; CO, Cocos; CP, Capricorn; CR, Caroline; EU, Eurasia; IN, India; JF, Juan de Fuca; LW, Lwandle; MQ, Macquarie; NA, North America; NB, Nubia;
NZ, Nazca; OK, Okhotsk; PA, Pacific; PS, Philippine Sea; RI, Rivera; SA, South America; SC, Scotia; SM, Somalia; SR, Sur; SU, Sundaland; SW, Sandwich;
YZ, Yangtze. Blue labels indicate plates not included in MORVEL. Patterned red areas show diffuse plate boundaries.
• diﬀuse boundaryを導入
• 基本は磁気縞異常からプレート運動を求めているが、小さなプレートに関し
てはGPS観測の結果を取り入れている
2010 The Authors, GJI, 181, 1–80
C 2010 RAS
Journal compilation ⃝
⃝
C
32

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