●大陸に沈み込むプレートが折れ曲がる理由

階層球列モデルでは、マントル内部を上昇するホットプルーム(ホットプリューム)は地球深部から湧き出てくるとは限らない。多層球殻構造になった地球の各層ごとに球面らせん軌道が存在する。それぞれの軌道に祖球対列が存在し、祖球の表面軌道には親球列が存在する。比較的地表に近い層の親球で磁気リコネクションが起き、突然そこからプルームが沸き起こることもあるだろう。上層から下層まで同じ場所で磁気リコネクションが起きていれば、下層から巨大なスーパープルームが沸き上がっているように見えるだろう。南東太平洋はそのような場所と思われる。

プルームテクトニクスでは、マントル内の上昇流の先端がプレートを突き抜けて地表に現れた火山活動地形をホットスポットと呼ぶ。ハワイ島には大きなホットスポットがあり、火山活動が激しいことで知られる。地球表面軌道の祖球対が(細かく言えば祖球対表面軌道の親球が)ここで断続的に磁気リコネクションを起こしていると考えられる。

ウイキペディア:ホットスポット (地学)
ホットスポット

天皇海山列からハワイ諸島にかけて、過去のホットスポットである海山が順番に並んでいる。それらは「く」の字を横倒しにしたような形をしている。私の海底地形シミュレーションでカムチャッカ半島の付け根から右下へ伸びる軌道の形を見ると、その理由が一目でわかる。


ところで、プレートテクトニクスでは説明できないとされている事象がいくつかあるが、その一つは大陸に沈み込む前に海洋プレートが折れ曲がることだ。海洋プレートは大陸性地殻に押さえつけられて曲がるほど柔らかくはない。海洋プレートは分厚い鋼板のようなもので、巨大な力を加えないと折れ曲がらない。しかし現実にはプレートは大陸の手前でぐにゃりと曲がって地下にもぐり込んでいる。その理由を私のモデルで説明したい。

2006年に三陸沖の太平洋海底でこれまでに見られない特徴の海底火山が発見された。山体の直径は数km、比高は数百mとごく小規模で、海洋プレートがもぐり込むアウターライズと呼ばれる場所の少し沖に位置していた。ホットスポット火山より小規模なのでプチスポット火山と呼ばれることになったようだ。

日本火山の会・火山学最前線レポート:プチスポット火山とは??
プチスポット


私のモデルでは地球表面軌道には祖球対列が存在し、祖球対表面軌道には親球が存在し、親球表面軌道には子球対列が存在する。南東太平洋ほど大規模ではなくとも、三陸沖の太平洋海底の親球表面軌道の子球対列は磁気リコネクションを起こして発熱している。磁気リコネクションで発生した熱は、鋼板のような海洋プレートを部分溶融させる。部分溶融した海洋プレートは自重でぐにゃりと曲がり、地球の内部へと沈み込む。

祖球対は軌道自転しながら軌道公転しており、地表付近で磁気リコネクションが起きる地点を結ぶと疑似的に「立体正弦曲線の断面」状になる。したがって、海洋プレートの沈み込み帯は疑似的に「立体正弦曲線の断面」として記述できる。より正確に言えば、「親球の空間軌跡」の地表との東断面が東北沖の海洋プレートの沈み込み帯になる。

正確に言えば親球の磁気リコネクションは親球表面軌道の個々の子球対で起きている。もっと正確に言えば子球対の表面軌道で起きている。それでは子球対表面軌道はどのような形をしているだろうか?その答えがこのプチスポットの説明図に描かれている。プチスポットは、「数本の平行な直線の集合体」のようだ。子球対側面の球面らせん軌道が数本の平行線に見えているのだろう。厳密に言うと子球対表面軌道の孫球列が磁気リコネクションを起こしている。「数本の平行な直線の集合体」はいくつか直列して並んでいる。子球対列に対応すると思われる。この小規模な磁気リコネクションで発生する熱量は海洋プレートを部分溶融させるほど大きくはない。だが、周辺の地下では異なる親球表面軌道の子球が関与する比較的大規模な磁気リコネクションが起き、プレートを部分溶融させていると推測される。


ほかにもプレートテクトニクスでは説明できない事象がいくつかある。洪水玄武岩もその一つだ。大陸地域で非常に膨大な量の玄武岩質溶岩が噴出してできたと考えられる巨大な岩体をそう呼ぶ。シベリアトラップやインドのデカン高原が有名だ。例えばデカン高原は、富士山100個分以上の体積に相当する玄武岩が日本の約1.5倍の面積50万平方キロメートルに広がって高原を形成している。通常マントルが地表に露出することは極めて稀だ。洪水玄武岩の噴出は、大陸の分裂など地殻が引き裂かれて発生した亀裂に由来すると考えられているが、地球の歴史を振り返っても該当する事象が見当たらない。

ウイキペディア:洪水玄武岩

階層球列モデルでは、異なる祖球に属する親球が軌道交差点で重なって磁気リコネクションを起こし、巨大なプルームを発生させるのは別に不思議なことではない。



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