プレートテクトニクス

プレートテクトニクスは、地殻と最上部のマントルで構成される地球のリソスフェアの動きと振る舞いを説明する科学理論です。 この理論は、地球のリソスフェアが一連のプレートに分裂し、それらのプレートが地球の核から発生する熱によって絶えず運動していると主張しています。 これらのプレートが動くと相互作用し、さまざまな影響が生じます。 地質現象、 といった 地震、火山の噴火、および 山 範囲。

プレート テクトニクスの理論は、地球物理データと地球表面の特徴の観察の組み合わせに基づいて、1960 年代から 1970 年代に開発されました。 これは、「大陸の移動」と「海底の広がり」に関する以前の理論に取って代わり、地球の地質学的歴史と海洋生物の分布を理解するための統一的な枠組みを提供しました。 天然資源.

プレート テクトニクスに関連する重要な概念には、プレート境界の種類、沈み込みと海底の広がりのプロセス、山脈と海嶺の形成、世界中の地震と火山活動の分布などが含まれます。 プレートテクトニクスは、自然災害、気候変動、 生命の進化 地球上で。

プレートテクトニクスは、単に現在のプレートの動きを説明するだけでなく、地球科学の多くの要素を結び付ける包括的な枠組みを提供します。 プレート テクトニクスは比較的新しい科学理論であり、完全に精緻化されるためには 1950 年代と 1960 年代の観測技術と計算技術の進歩が必要でした。 その説明 グラビタス そして、観測証拠の重要性は、地球の表面が実際にどれほど可動であるかについての多くの当初の懐疑を克服し、プレートテクトニクスはすぐに世界中の科学者に広く受け入れられるようになりました。

プレートテクトニクス理論の歴史的展開

プレートテクトニクス理論は、地質学の分野で最も基本的で影響力のある理論の XNUMX つです。 この理論は、地球のリソスフェアの構造と、地球の構造プレートの動きを引き起こすプロセスを説明します。 プレート テクトニクス理論の発展は、数世紀にわたる多くの科学者の貢献の結果です。 プレートテクトニクス理論の歴史的発展における重要な発展のいくつかを以下に示します。

1. アルフレッド・ウェゲナーによる大陸移動仮説 (1912 年): 大陸はかつてつながっていたが、その後離れて移動したという考えは、1912 年にアルフレッド・ウェゲナーによって初めて提案されました。ウェゲナーは、大陸の適合性、岩石の種類の類似性、および岩石の種類の類似性に基づいて仮説を立てました。 化石 大西洋の反対側にあり、過去の氷河期の証拠です。
2. 古地磁気の研究 (1950 年代): 1950 年代には、磁化の研究が行われました。 岩 海底では、海洋地殻が中央海嶺を中心に対称的な磁気縞のパターンを持っていることを示しました。 このパターンは海底が広がっている証拠を提供し、大陸移動の考えを裏付けるのに役立ちました。
3. バイン・マシューズ・モーリー仮説 (1963 年): 1963 年、フレッド・バイン、ドラモンド・マシューズ、ローレンス・モーリーは、海底の対称的な磁気縞を海底の広がりの観点から説明する仮説を提案しました。 この仮説は、新しい海洋地殻が中央海嶺で形成され、その後反対方向に海嶺から遠ざかり、磁気縞のパターンを形成したことを示唆しています。
4. プレート テクトニクス理論 (1960 年代後半): 1960 年代後半、大陸移動と海底拡散の考え方がプレート テクトニクス理論に統合されました。 この理論は、大陸と海洋地殻で構成される地球のリソスフェアプレートの動きを説明します。 プレートはマントル対流によって生成される力に応じて移動し、プレート境界で相互作用し、地震、火山活動、 山づくり.
5. その後の改良: プレート テクトニクス理論の発展以来、プレートの運動とプレート境界についての理解には多くの改良と進歩がありました。 これらには、さまざまなタイプのプレート境界（発散、収束、変形など）の認識、ホットスポットとマントルプルームの研究、プレートの動きを追跡するための全地球測位システム（GPS）の使用が含まれます。

理論の証拠

プレートテクトニクスの理論は、さまざまな研究分野からの幅広い証拠によって裏付けられています。 ここではいくつかの例を示します。

1. 古地磁気: 岩石には小さな磁気が含まれています ミネラル それらは形成されるときに地球の磁場と一致します。 これらの鉱物の方向を測定することにより、科学者は岩石が形成された緯度を決定することができます。 異なる大陸の岩石を比較すると、まるで一度結合したかのように磁気の向きが一致していることがわかります。
2. 海底の広がり: 新しい海洋地殻が形成される中央海嶺は、地球上で最も長い山脈です。 マグマが上昇して海嶺で固まると、海嶺から反対方向に遠ざかる新しい海洋地殻が形成されます。 科学者たちは海嶺の両側の岩石の年代を測定することによって、海底が広がっていることを示した。
3. 地震と 火山: ほとんどの地震や火山はプレート境界で発生し、プレートが動いているというさらなる証拠を提供します。
4. GPS 測定: 全地球測位システム (GPS) テクノロジーにより、科学者は地球のプレートの動きを非常に正確に測定できます。 これらの測定により、プレートが実際に動いていることが確認され、プレートの動きの速度と方向に関する情報が得られます。
5. 化石の証拠: 同一の生物の化石が大西洋の反対側で発見されており、大陸がかつてはつながっていたことを示しています。

全体として、プレート テクトニクスの理論はさまざまな情報源からの大量の証拠によって裏付けられており、地球のリソスフェア プレートの動きと相互作用について確実な説明を提供します。

プレート境界の種類と特徴

プレート境界とは、地球のリソスフェアを構成するプレートが相互作用するゾーンを指します。 プレート境界には、発散、収束、変形の XNUMX つの主なタイプがあります。 それぞれのタイプは、特定の特徴と地質学的プロセスによって特徴付けられます。

1. 発散プレート境界: これらはプレートが互いに離れるときに発生します。 マグマはマントルから上昇し、冷えて固まると新しい地殻が形成されます。 このプロセスは海底拡大と呼ばれ、その結果、中央海嶺が形成されます。 分岐境界は陸地にも発生し、地溝帯が形成されます。 分岐境界の例としては、中央大西洋海嶺や東アフリカ地溝帯などがあります。
2. 収束プレート境界: これらはプレートが互いに近づくときに発生します。 収束境界には、関係するプレートの種類に応じて、海洋-海洋、海洋-大陸、大陸-大陸の XNUMX つのタイプがあります。 海洋と海洋の収束境界では、一方のプレートがもう一方のプレートに沈み込み（下に潜り）、深海溝が形成されます。 沈み込みはまた、上に乗っているプレート上に火山アークを引き起こします。 大洋と大洋の収束境界の例としては、アリューシャン列島やマリアナ諸島が挙げられます。 海洋と大陸の収束境界では、密度の高い海洋プレートが密度の低い大陸プレートの下に沈み込み、大陸の火山弧を形成します。 海洋と大陸が収束する境界の例には、アンデス山脈やカスケード山脈などがあります。 大陸と大陸が収束する境界では、浮力が強すぎるため、どちらのプレートも沈み込みません。 その代わりに、しわが寄って折り畳まれ、大きな山脈が形成されます。 大陸と大陸が収束する境界の例には、ヒマラヤ山脈やアパラチア山脈などがあります。
3. プレート境界の変換: これらは、プレートが互いに滑り合うときに発生します。 横滑りが特徴です 欠点、動きは垂直ではなく水平です。 変換境界は地震と関連しており、最も有名な例はサンアンドレアス地震です。 障害 カリフォルニアで。

プレート境界の特徴は、プレート相互作用の種類と、これらの境界で発生する地質学的プロセスに関連しています。 プレート境界の種類を理解することは、プレートテクトニクスと地球を形成する地質学的プロセスを理解するために非常に重要です。

プレートテクトニクスの仕組み

プレートテクトニクスは、弱いアセノスフェアの上での地球のリソスフェアの大きな部分（地殻とマントルの最上部）の動きを説明する理論です。 リソスフェアは一連のプレートに分割され、年間数センチメートルの速度で相互に移動します。 これらのプレートの動きは、地球の内部で生成される力によって引き起こされます。

プレート テクトニクスのプロセスには次のステップが含まれます。

1. マグマがマントルから上昇し、固化して新しい地殻を形成する、中央海嶺における新しい海洋リソスフェアの生成。 これを海底拡散といいます。
2. あるプレートが別のプレートの下に押し込まれてマントルに押し込まれる、沈み込み帯での古い海洋リソスフェアの破壊。 このプロセスには地震エネルギーの放出が伴い、地震が引き起こされます。
3. プレートの境界で発生する力によるプレートの動き。発散、収束、または変形する可能性があります。
4. プレート間の相互作用。これにより、山の形成、海盆の開閉、火山の形成が引き起こされます。

全体として、地球のプレートの動きは、私たちが地球上で観察する地質学的特徴の多くに関与しています。

プレートとは何ですか?

地球の最外層の固体層であるリソスフェアは、その下にある延性のあるアセノスフェアの上に浮かぶいくつかの大小のプレートに分かれています。 これらのプレートは地球の地殻とマントルの最上部で構成されており、互いに独立して動くことができます。 太平洋プレート、北アメリカプレート、南アメリカプレート、ユーラシアプレート、アフリカプレート、インドオーストラリアプレート、南極プレート、ナスカプレートなど、約XNUMXの主要プレートと、いくつかの小さなプレートがあります。

プレート境界

プレート境界は、XNUMX つ以上の構造プレートが接する領域です。 プレート境界には主に XNUMX つのタイプがあります。XNUMX つはプレートが互いに離れていく発散境界です。 収束境界。プレートが互いに向かって移動して衝突する場所。 そして、プレートが互いにスライドし合う境界を変形させます。 これらの境界は、地溝帯、中央海嶺、沈み込み帯、地震などの特定の地質学的特徴や現象によって特徴付けられます。 境界におけるプレート間の相互作用は、造山、火山活動、海洋盆地の形成など、多くの地質学的プロセスに関与しています。

発散境界: 特徴と例

発散境界は、XNUMX つの構造プレートが互いに遠ざかる場所です。 これらの境界は陸上と海の両方にあります。 プレートが離れると、マグマが地表に上昇し、冷えて新しい地殻が形成され、プレート間に隙間や亀裂が生じます。

発散境界の特徴:

• 中央海洋尾根: 海洋プレート間の分岐境界に形成される海底山脈。 最も広範囲で最もよく知られている中央海嶺は、中央大西洋海嶺です。
• 地溝帯: 東アフリカ地溝帯など、プレートの分岐境界の陸地に形成される深い谷。
• 火山: マグマが分岐境界で地表に上昇すると、特に境界が海の下にある地域では火山が形成されることがあります。 これらの火山は通常、幅が広く緩やかな傾斜をもつ楯状火山です。

発散境界の例:

• 中央大西洋海嶺: 北アメリカプレートとユーラシアプレートの間の境界。
• 東アフリカ地溝帯: アフリカプレートとアラビアプレートの境界。
• アイスランド: 北アメリカプレートとユーラシアプレートの境界、大西洋中央海嶺に位置する火山島。

収束境界: 機能と例

収束境界は、XNUMX つのプレートが衝突する領域です。 これらの境界の特徴と特徴は、収束しているプレートの種類、海洋プレートか大陸プレートか、およびそれらの相対密度によって異なります。 収束境界には XNUMX つのタイプがあります。

1. 海洋と大陸の収束: このタイプの収束では、海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込み、深い海洋海溝と火山山脈を形成します。 海洋プレートの沈み込みによりマントルが部分的に溶解し、マグマの形成につながります。 マグマは地表に上昇し、大陸プレート上に火山山脈を形成します。 このタイプの境界の例には、南アメリカのアンデス山脈や北アメリカのカスケード山脈などがあります。
2. 海洋-海洋収束: このタイプの収束では、XNUMX つの海洋プレートが別の海洋プレートの下に沈み込み、深い海洋溝と火山島の弧を形成します。 海洋プレートの沈み込みによりマントルが部分的に溶解し、マグマの形成につながります。 マグマが地表に上昇し、火山島弧を形成します。 このタイプの境界の例には、アラスカのアリューシャン列島や西太平洋のマリアナ諸島などがあります。
3. 大陸と大陸の収束: このタイプの収束では、XNUMX つの大陸プレートが衝突し、高い山脈が形成されます。 両方の大陸プレートは同様の密度を持っているため、どちらも沈み込むことはできません。 その代わりに、プレートは上方に押し上げられ、広範囲の褶曲と断層を持つ高い山脈を形成します。 このタイプの境界の例には、アジアのヒマラヤ山脈や北米のアパラチア山脈などがあります。

収束境界では、これらの場所で発生する激しい地質活動により、地震、火山噴火、山脈の形成が共通の特徴となります。

境界の変換: 機能と例

変形境界は、XNUMX つの構造プレートが水平方向の動きで互いに滑り合うゾーンです。 これらの境界は、リソスフェアの正味の生成または破壊がないため、保守的な境界としても知られています。 以下に、変換境界の機能と例をいくつか示します。

特徴：

• 変換境界は通常、リソスフェア内の一連の平行な断層または亀裂によって特徴付けられます。
• 変換境界に関連する断層の長さは、数メートルから数百キロメートルまで及ぶことがあります。
• 変換境界により、地球の表面に谷や尾根などの線形フィーチャを作成できます。
• 変形境界に沿ったプレートの動きにより地震が発生する可能性があります。

例：

• サンアンドレアス断層 カリフォルニアの は、変換境界のよく知られた例です。 これは、北アメリカプレートと太平洋プレートの境界を示します。
• ニュージーランドのアルプス断層は、太平洋プレートとオーストラリア プレートの間の境界を示す変形境界のもう XNUMX つの例です。
• 死海 中東のトランスフォームは、紅海地溝帯と東アナトリア断層帯を結ぶ複雑なトランスフォーム断層システムです。

変形境界は、地球の表面に沿ったプレートの動きに対応するのに役立つため、プレート テクトニクスにおいて重要な役割を果たします。

プレートの運動とプレートの運動学

プレートの動きとは、プレート相互の相対的な動きを指します。 プレートの運動の研究はプレート運動学と呼ばれます。 プレート運動学には、構造プレートの運動の方向、速度、スタイルの測定が含まれます。

プレートの運動はマントル内のマグマの動きによって引き起こされ、それによってプレートはさまざまな方向にさまざまな速度で移動します。 プレートの動きは、GPS (全地球測位システム) や衛星画像などのさまざまな技術を使用して測定できます。

プレート境界には、発散、収束、変形の XNUMX つのタイプがあります。 分岐境界では、XNUMX つのプレートが互いに遠ざかり、その過程で新しい地殻が形成されます。 収束境界では、XNUMX つのプレートが互いに向かって移動し、密度の高い海洋プレートが密度の低い大陸プレートの下に沈み込みます。 変換境界では、XNUMX つのプレートが水平方向に互いにスライドして通り過ぎます。

プレートの運動の方向と速度は、リソスフェアの密度と厚さ、リソスフェアのプレートの強度と方向、マントル対流セルの分布など、さまざまな要因の影響を受ける可能性があります。 プレート運動学の研究は、地殻の形成と進化を理解するだけでなく、地震や火山噴火の影響を予測し軽減するためにも不可欠です。

プレートテクトニクスの原動力

プレートテクトニクスの推進力は、地球の構造プレートの動きを引き起こす力です。 駆動力には主に XNUMX つのタイプがあります。

1. リッジプッシュ: この力は、中央海嶺のマグマが上向きに押し上げられることによって引き起こされ、新しい海洋地殻が形成されます。 新しい地殻が形成されると、古い地殻が尾根から押しのけられ、地殻が移動します。
2. スラブ引力: この力は、沈み込む海洋リソスフェアの重量によって引き起こされ、プレートの残りの部分を沈み込み帯に向かって引っ張ります。 プレートが引っ張られると、変形、地震、火山活動を引き起こす可能性があります。

プレートテクトニクスの他の考えられる推進力には、核からの熱による地球のマントルのゆっくりとした動きであるマントル対流や、プレートの横方向の動きを引き起こす可能性がある重力が含まれます。

プレートテクトニクスと地震

プレートテクトニクスと地震は密接に関連した現象です。 地震は、XNUMX つのプレートが境界で相互作用するときに発生します。 プレート境界は、発散、収束、変形の XNUMX つのタイプに分類されます。 地震はXNUMX種類の境界すべてで発生しますが、境界の種類によって地震の性質が異なります。

発散境界では、地震は浅く、マグニチュードが低い傾向があります。 これは、プレートが離れて移動しており、岩石にかかる摩擦や応力が比較的少ないためです。 しかし、プレートがさらに離れると、地震の深さが深くなる可能性があります。

収束境界では、地震が深く、マグニチュードが大きくなる可能性があります。 これは、プレートが衝突し、岩石に高い応力と圧力がかかっているためです。 あるプレートが別のプレートの下に押し込まれる沈み込み帯は、特に大規模で破壊的な地震が発生しやすいです。

変換境界でも大きな地震が発生します。 これらの境界は、XNUMX つのプレートが水平方向に互いに滑り過ぎるときに発生します。 岩にかかる摩擦や圧力によって、 つながる 大地震まで。

全体として、プレートテクトニクスは地球上のほとんどの地震の背後にある原動力であり、プレートテクトニクスの動きと相互作用を理解することは、地震を予測し軽減するために非常に重要です。 地震 危険。

プレートテクトニクスと火山活動

地球の火山活動の大部分はプレート境界で発生するため、プレートテクトニクスと火山活動は密接に関連しています。 マグマはマントルから上昇し、プレートの動きによって上向きに押し上げられ、火山噴火を引き起こします。 の種類 火山 噴火のスタイルはマグマの組成と粘度によって決まります。

プレートの発散境界では、マグマがマントルから上昇して新しい地殻を形成し、通常は爆発性のない楯状火山を形成します。 中央海嶺はこのタイプの火山活動の例です。

収束するプレート境界では、密度の高い海洋プレートが密度の低い大陸プレートの下に沈み込み、沈み込んだプレートを溶かしてマグマを形成します。 このタイプの火山活動は、爆発的な噴火や成層火山の形成を引き起こす可能性があります。 環太平洋火山帯は、プレートの収束境界で発生する激しい火山活動のゾーンです。

変形プレートの境界は通常、火山活動を引き起こしませんが、亀裂噴火や火山噴火口などの火山の特徴を生み出す可能性があります。

要約すると、プレート テクトニクスは火山の形成と位置に重要な役割を果たしており、火山活動の種類はプレート境界の種類とマグマの組成によって決まります。

プレートテクトニクスと造山運動

プレートテクトニクスは造山や造山活動に重要な役割を果たしています。 山は地殻の変形と隆起によって形成されます。 造山過程には 1 種類あります。2) 収束境界造山と XNUMX) プレート内造山です。

1. 収束境界造山は、XNUMX つのプレートが衝突し、隆起と変形を引き起こす場所で発生します。 このタイプの造山活動の最も顕著な例は、ヒマラヤ山脈です。 インド亜大陸がユーラシアプレートに衝突し、ヒマラヤ山脈の隆起を引き起こしました。
2. プレート内造山は、構造プレートがマントルプルームの上を移動するところで起こります。 プレートが噴煙の上を移動すると、マグマが地表に上昇し、火山島や山脈を形成します。 ハワイ諸島はプレート内造山の一例です。

プレートテクトニクスは、地溝帯や地溝帯などの他の地質構造の形成にも役割を果たします。 海洋海溝。 地溝帯では、地殻が地殻変動によって引き裂かれ、谷が形成されます。 海洋海溝は、ある構造プレートが別の構造プレートの下に押し込まれてマントルに押し込まれる沈み込み帯で形成されます。 プレートが下降するにつれて曲がり、深い溝が形成されます。

プレートテクトニクスと岩石サイクル

プレートテクトニクスと ロックサイクル これらは、地球の表面と地殻の構成を形成する密接に関連したプロセスです。 の ロックサイクル などの地質学的プロセスを通じて、あるタイプから別のタイプへの岩石の変化を説明します。 風化、浸食、熱と圧力、溶融と凝固。 プレートテクトニクスは、沈み込み、衝突、亀裂のプロセスを通じて地殻をリサイクルし変化させることにより、岩石サイクルにおいて重要な役割を果たしています。

沈み込み帯は、ある構造プレートが別のプレートの下に押し込まれている領域であり、火山弧や島弧の形成に関連しています。 沈み込むプレートがマントル内に下降すると、加熱されて水を放出し、周囲の岩石の融解温度が低下し、マグマが生成されます。 このマグマは地表に上昇して火山を形成し、新しい鉱物やガスが大気中に放出されます。

衝突帯は、XNUMX つの構造プレートが合流して地殻を隆起させ、山脈の形成につながる場所で発生します。 たとえば、インドプレートとユーラシアプレートの衝突により、ヒマラヤ山脈が形成されました。 このプロセスは、衝突による激しい熱と圧力によって岩石を新しいタイプの岩石に変えるため、岩石の変成作用も引き起こします。

リフティングゾーンとは、構造プレートが離れて移動し、新しい海洋盆地や中央海嶺の形成につながる領域です。 プレートが離れると地殻が薄くなり、マグマが上昇して隙間を埋め、最終的には固化して新しい地殻が形成されます。 このプロセスは火山活動を引き起こし、新しい火山活動の形成につながる可能性があります。 鉱床.

要約すると、プレートテクトニクスは、新しい地殻の生成、古い地殻のリサイクル、沈み込み、衝突、亀裂のプロセスを通じて岩石を変形させることによって岩石サイクルを推進します。

プレートテクトニクスと生命の進化

プレートテクトニクスは、地球上の生命の進化に重要な役割を果たしてきました。 それは地球の環境を形成し、時間の経過とともに生命の発展と多様化を可能にしてきました。 プレートテクトニクスが生命の進化に影響を与えたいくつかの方法を以下に示します。

1. 大陸の形成: プレートテクトニクスにより、大陸の形成とその移動が時間の経過とともに起こりました。 大陸の分離と衝突は、さまざまな種類の生物が進化するための多様な生息地を生み出しました。
2. 気候変動: プレートテクトニクスは、陸地と海の分布、海洋と大気の循環パターンを変化させることにより、気候変動に影響を与えてきました。 これは、新たな生息地の創出や環境条件の変化により、種の進化に影響を与えてきました。
3. 生物地理: 大陸の移動により、種の移動のための障壁や経路が形成され、独自の生態系と生物地理的パターンの発展につながりました。
4. 火山活動: プレートテクトニクスは火山の形成をもたらし、新しい生息地と栄養豊富な土壌を提供することで生命の進化に貢献してきました。

全体として、プレートテクトニクスは、地球環境を形成し、生命の進化と多様化に必要な条件を作り出す上で重要な要素となってきました。

プレートテクトニクスと鉱物資源

プレートテクトニクスは、鉱物資源の形成と分布に重要な役割を果たしています。 鉱床などの貴金属を含む ゴールド, 銀、 プラチナ、などの工業用金属だけでなく、 銅, 亜鉛、および鉛は、多くの場合、構造プレートの境界に関連付けられています。

収束するプレート境界では、沈み込み帯により大規模な鉱物が生成される可能性があります 預金斑岩の銅、熱外生成の金、銀、および大量の硫化物鉱床が含まれます。 これらの堆積物は次によって形成されます。 熱水流体 沈み込むスラブとその上にあるマントルウェッジから放出され、周囲の岩石に鉱物の沈殿を引き起こします。

さらに、新しい海洋地殻が形成される中央海嶺には、銅、亜鉛、その他の金属が豊富に含まれる硫化鉱物の鉱床が存在する可能性があります。 これらの鉱床は、ミネラル豊富な流体を周囲の海水に放出する熱水噴出孔によって形成されます。

プレートテクトニクスは、石油やガスなどの炭化水素鉱床の形成にも影響を与えます。 これらの堆積物は、地溝帯、不動縁、収束縁と関連する堆積盆地でよく見られます。 オーガニックが豊富 堆積岩 埋もれ、時間の経過とともに加熱され、炭化水素が生成されます。

全体として、プレートテクトニクスは鉱物資源の形成と分布において重要な要素であり、プレート境界に関連する地質学的プロセスを理解することは、これらの資源を特定して利用するために不可欠です。

ホットスポット

地球の火山活動のほとんどはプレート境界に沿って、またはプレート境界に隣接して集中していますが、この活動がプレート内で発生する重要な例外がいくつかあります。 最も顕著な例は、プレートの境界から遠く離れたところに発生する、長さ数千キロメートルの直線状の島々の連鎖です。 これらの列島は、火山島から周縁礁、環礁、そして最後に水没海山に至るまで、列に沿って標高が減少する典型的な順序を記録しています。 通常、活火山は列島線の一端に存在し、列島の残りの部分に沿って徐々に古い死火山が発生します。 カナダの地球物理学者 J. トゥーゾ ウィルソンとアメリカの地球物理学者 W. ジェイソン モーガンは、そのような地形的特徴がホットスポットの結果であると説明しました。

地球のリソスフェアを構成する主要なプレート。 また、プレートの下に熱いマントル物質のプルームが湧き出ているホットスポットが数十か所あります。ブリタニカ百科事典

地震地帯。 火山世界の地震帯は赤い帯で発生し、地球のプレートの境界とほぼ一致しています。 黒点は活動中の火山を示し、白点は非活動火山を示します。ブリタニカ百科事典

これらのホットスポットの数は不明ですが (推定範囲は 20 ～ 120)、ほとんどはプレート境界ではなくプレート内で発生します。 ホットスポットは、マントルプルームと呼ばれる巨大な熱プルームが表面に現れたものであると考えられており、これはマントルの深部、おそらく地表から約 2,900 km (1,800 マイル) 離れた核とマントルの境界から上昇します。 これらのプルームは、その上を移動するリソスフェアプレートに対して静止していると考えられています。 火山は噴煙の真上にあるプレートの表面に形成されます。 しかし、プレートが移動すると、火山はその下にあるマグマ源から分離され、消滅します。 死火山は冷えて沈下するにつれて侵食され、縁礁や環礁を形成し、最終的には海面下に沈んで海山を形成します。 同時に、マントルプルームの真上に新しい活火山が形成されます。

環礁の形成過程を描いた図。 環礁は、沈みつつある火山島の残骸から形成されます。ブリタニカ百科事典

このプロセスの最良の例は、ハワイ-皇帝海山連鎖に保存されています。 プルームは現在ハワイの下に位置しており、島々、環礁、海山の直線状の連鎖が北西に 3,500 km (2,200 マイル) ミッドウェーまで、さらに北北西に 2,500 km (1,500 マイル) 伸びてアリューシャン海溝に達しています。 この連鎖に沿って火山活動が消滅した年代は、ハワイから遠ざかるにつれて徐々に古くなっており、この理論を裏付ける重要な証拠となっています。 ホットスポット火山活動は海洋盆地に限定されません。 北アメリカ西部のイエローストーン国立公園の場合のように、大陸内でも発生します。

測定結果は、ホットスポットが互いに相対的に移動する可能性があることを示唆しており、これは静止したマントルプルーム上でのリソスフェアプレートの移動を記述する古典的なモデルでは予測されなかった状況である。 これにより、このクラシックなモデルに対する挑戦が生まれました。 さらに、ホットスポットとプルームの関係については熱心に議論されています。 古典的モデルの支持者らは、これらの矛盾はプルームが上昇するときのマントルの循環、つまりマントル風と呼ばれるプロセスの影響によるものであると主張している。 代替モデルからのデータは、多くのプルームが深く根を下ろしていないことを示唆しています。 その代わりに、彼らは、多くのマントルプルームが断層にマグマを注入する線状の鎖として発生し、水が豊富なマントルの局所的な存在などの比較的浅いプロセスから生じ、大陸地殻の断熱特性（これにより、閉じ込められたマントルの熱と地殻の減圧）、または大陸地殻と海洋地殻の間の界面の不安定性が原因です。 さらに、一部の地質学者は、他の人がマントルプルームの挙動に起因すると考えている多くの地質学的プロセスは、他の力によって説明される可能性があると指摘しています。

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