ﾊﾜｲ諸島の形成：ホットスポット

キラウエア火山(ハワイ島：1983)

ハワイ諸島

ホットスポット P22図13

プレートの下にある

マグマの供給源（不動点）

ハワイ諸島

新しい

古い

ハワイ島

マウイ島

モロカイ島オアフ島

カウアイ島

？

ハワイ諸島のホットスポット

ロイヒ（海底火山）≒ホットスポットの真上

•ハワイ島はすでにホットスポットの直上にはない

ホットスポットとハワイ諸島

ホットスポットとプレートの移動速度

１３０万年前

３７０万年前

５１０万年前 １９０

万年前

７２０万年前

１０３０万年前

ホットスポット

ＧＰＳによる観測 P23図15Global Positioning System

２つのプレートは、約４cm/年の速さで近づいていることがわかる

ﾕｰﾗｼｱﾌﾟﾚｰﾄ

ﾌｨﾘﾋﾟﾝ海ﾌﾟﾚｰﾄ

ﾌﾟﾚｰﾄの移動方向の変化 P22図13

510万年前に形成

4300万年前に形成

7000万年前に形成

•7000万年前～4300万年前

⇒北北西方向

•4300万年前～現在

⇒西北西方向

ハワイ諸島と天皇海山列

火山島や海山が「く」の字に折れている⇒プレートの移動方向が変化

太平洋上の火山諸島とﾎｯﾄｽﾎﾟｯﾄ

ハワイ諸島

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世界のホットスポット

ｱﾌﾘｶ大地溝帯

ｱｲｽﾗﾝﾄﾞ

ｲｴﾛｰｽﾄｰﾝ

ﾊﾜｲ

ホットスポットとプルーム

•高温のマントル物質は外核表面で熱せられて上昇する。これが地表に湧き出た場所が「ホットスポット」である。このような上昇流を「ホットプルーム」と呼んでいる。

外 核

ホットプルーム

ホットスポット

プレートテクトニクスの問題点

•プレートを動かす原動力が不明

•プレートが動くのはマントルの大規模な対流とすれば、 その原動力はいったい何か？

•なぜ、大陸が周期的に集合や離散を繰り返すのか？数億年にわたる長い周期の大陸の変動をどのように説明するのか？

これに答えるには、地球深部でのマントルのダイナミックな動きを説明する必要があり、それがプルームテクトニクス（plume tectonics）である。

プルームテクトニクスとは

•プレートテクトニクス⇒地表から深さ100km程度の領域を扱う。

•プルームテクトニクス⇒深さ2900kmに及ぶマントル全体の動きを扱う。

•プルーム（plume）とは、そのマントル深部からの上昇流または下降流の塊のこと。プルームの語源は、“上昇する煙”。

•低温のコールドプルームの下降が引きがねとなって、マントルの対流が活発になり、別の場所で、高温のホットプルームの大規模な上昇流が起き、プレートの移動が生じる。

•放射線などの電磁波を利用して物体の内部画像を映し出す装置。

•写真は古代エジプト時代（約2300年前）の男性の頭部CTスキャン画像。埋葬用マスクの中に頭蓋骨が確認できる。

ＣＴスキャンの原理

地震波トモグラフィー

赤⇒高温部（地震波速度小）

青⇒低温部（地震波速度大）

断面

P25図ⅱも参照

日本列島断面のマントルトモグラフィー

•沈み込んだプレート（スラブと呼ばれる）は深さ６６０ｋｍで「スタグナントスラブ」と呼ばれる溜り場を形成する。

模式断面図ﾄﾓｸﾞﾗﾌｨｰ断面図

赤⇒高温部青⇒低温部

アセノスフェア

メソスフェア

スタグナントスラブ

コールドプルームとホットプルーム

マントルの運動とプレートの動き

•マントル対流とホットプルーム

P24図17

対流

大陸の離合集散

•大陸は数億年の周期で超大陸を形成し、離合集散を繰り返している。

•超大陸の離合集散の原動力は、マントルの大規模な上昇流である「スーパープルーム」である。

•大陸の離合集散は生物の進化にも、大きな影響をもたらしている。

コールドプルームとホットプルーム

対流

プルームを動かす原動力

•プルームを動かす原動力は「水」である。水がマントルを活性化する！

•プレートの沈み込みにより、大量の海水がマントルに入り、マントルの深部に運ばれる。その結果、マントルの融点や粘性が低下し、マントルの運動は非常に活発になる。

•やがてマントルに大量の水がたまると、活動が劇的に活発になり、大規模な上昇流や爆発的な火山活動が生じ、スーパープルームの誕生となる。