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地球と対話する

地球の内部には信じられないほどの力が眠っていて、世界には陸上だけでもおよそ900の活火山がある。地球の内部は「地殻」「マントル」「核」の3つに大別され、中心部に近くなるほど温度は高く、核の近くでは3,000から5,000度、地殻に近い部分でも数百度、地殻とマントルの間には部分的に1,000度を超える「マグマ溜り（magma chamber）」がある。地殻は固体ながら、緩やかに対流している。

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大地を突き動かす火山

アルゼンチンとチリの国境に位置するアンデス山脈には、標高6,879mのオホス・デル・サラード（Nevados Ojos del Salado）があり、世界で最も高い活火山で、チリの最高峰。一方、標高4,170mのマウナロア（Maunaloa）や標高4,205mのマウナケア（Mauna Kea）などのハワイ火山郡は、海底から9,000mも上昇しており、体積で世界最大。また、日本の東側約1,500kmの海底に位置するシャッキー海台（Shatsky Rise）は、日本列島よりも巨大な火山の集合体。ただし、最後の噴火は１億年以上前と目される。

【動画】2018年5月19日、ハワイ島のキラウエア火山が噴火。亀裂から、しぶき状の溶岩スパター（spatter）が噴出。大規模な噴火では、10億トン以上の火山放出物が、短時間に火口から放出される例もある

【動画】1755年11月1日に発生したリスボン大地震のイラスト。地震が発生した直後、津波が港の埠頭に到達し、リスボンの街を飲み込んだ。推定5万人が死亡

【動画】2018年4月、ハワイ島のキラウエア火山のハレマウマウ火口（Halemaumau Crater）のタイムラプス（低速度撮影）。断続的に溶岩が噴出し、最大のものは火口内の約90エーカーを覆った

【動画】2億年前から現在までのプレート運動アニメーション。磁気異常と大陸の地質学データを元に作成されている。灰色の領域は大陸地域を表し、薄茶色の領域は現在の海岸線の再構築された位置を表す。虹色の領域は、時間の経過に伴う海洋地殻の年代を表している。濃い灰色の領域は、火山活動の領域（巨大火成岩区）を表している

【動画】西暦79年の大噴火でよく知られるベスビオ山は、イタリアのナポリ湾にある成層火山。大量の火山灰がポンペイの町に降り注ぎ、建物はその重みで崩落。摂氏700度の火砕流が時速80kmで押し寄せ、古代ローマ帝国の都市とその住人は一夜にして消滅した

【動画】2018年5月ハワイ島のキラウエア火山の噴火。断続的な落石によって、溶岩湖の水位が急速に低下し、壁面が露出している。湖の水位はクレーターの縁から約220mまで下がり続けた

【動画】2018年5月、ハワイ島のキラウエア火山の噴火。キラウエア山頂にあるハレマウマウ溶岩湖の3Dモデル

【動画】1980年5月18日、米国ワシントン州にある火山、セントヘレンズ山で大規模な噴火が発生した。噴火の前に、山の北斜面に巨大な膨らみが生じ、亀裂から水蒸気を放出し、2ヶ月間に渡り地震が発生した。地震で弱体化した北面全体が滑り落ち、史上最大の地滑りが発生した

【動画】地球の核部分は、364万気圧、摂氏5,500度という超高圧高温状態と推定されている。これは太陽の表面温度に匹敵する。太陽の中心部は、摂氏1,600万度。太陽は太陽系の物理的中心で、太陽系の全質量の99.8%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与える

【動画】2018年5月、キラウエア火山の活動。割れ目からマグマとガスが噴出する音は大迫力

【動画】オーストラリア、ニューサウスウェールズ州のブルーマウンテン国立公園にあるカトゥーンバ滝が、流れ落ちて大地を侵食する。地層は水がつくる

地球の「書き置き」

マントル上昇部分が地上にあり、全国土が地熱地帯といえるアイスランドでは、地熱発電（geothermal power）で全電力の約11.4％をまかない、地熱を暖房や温室などに利用している。多くの火山がある日本では、地熱発電は全電力の約0.2％前後ながら、マグマ溜りの高熱を利用するマグマ発電の潜在資源量は、日本の全電力需要の3倍近くと見積もられ、再生可能エネルギーとして期待される。

ロックサイクルのイラスト。このサイクルは、堆積岩、変成岩、火成岩の3つの主要な岩石タイプ間の地質時代の動的遷移を表す地質学の基本概念。火成岩は、地球内部のマグマ（溶岩）が冷えて固まると形成される。変成岩は、地球内部の熱と圧力によって形成される。堆積岩は、大気中の物質が火成岩を侵食して海底に運び、そこで圧縮されて他の岩と合体して堆積岩になるときに現れる

ワイナリーで有名な、米国カリフォルニア州のナパバレーは、2014年8月24日に大地震に見舞われた。2014年8月7日と8月31日に撮影された2つの画像を処理することにより、インターフェログラムが生成された画像の中央に見えるナパバレー周辺の2つの丸い形は、地震の際に地面がどのように動いたかを示し、地震の原因となった断層を「見える化」している。

付加体（accretionary prism）の形成を示す図。海洋プレートが海溝で大陸プレートの下に沈み込む際に、海洋プレートの上の堆積物がはぎ取られ、陸側に付加したもの。日本列島の多くの部分は、付加体から形成されているという説が有力

サンアンドレアス断層の図。太平洋プレート（右）が北アメリカプレート（左）に対して移動する断層で、それぞれのプレートは反対方向に押されるが、摩擦力によってプレートが移動できなくなり、時間の経過とともに、圧力は摩擦力を超えるまで増加し、プレートは突然相互に移動し、蓄積されたエネルギーが地震を引き起こす

カナダ、ニューファンドランド島、グロスモーン国立公園のロブスターコーブヘッドでカンブリア紀のタコニア紀の造山運動中に形成された、メランジと呼ばれる頁岩（けつがん：shale）は、堆積岩の一種。有機物を多く含むものは、石油（オイルシェール）を回収できる。生物の化石が含まれることも多く、硯の材料としても使われる

パキスタンの折り曲がったジュラ紀の花崗岩（かこうがん：granite）の地層。花崗岩は火成岩の一種で、石材として使われる際には、御影石（みかげいし）とも呼ばれる

オーストラリア西部のオードレンジズ産のヘマタイト、ジャスパー、タイガーズアイで構成された縞状の鉄鉱層。オーストラリアの縞状鉄鉱層は、24億年から28億年前の始生代に形成された

ロデリック・インペイ・マーチソン（Roderick Impey Murchison：1792-1871）は、スコットランドの地質学者で、王立地理学会の創設者の一人。1831年、イングランドとウェールズの国境で、赤色砂岩の下にある硬砂岩を研究し、古生代シルル紀の地層をグループ化した

1888年の「成層岩の表」では、各期間に見られる典型的な化石とともに、地層を時系列で分類している。その後も何年にもわたって細分化されたが、表の内容は、現在でも基本的に変更されていない

オーストラリア北西部の中央ピルバラ地域の一部であるハマーズリー山脈国立公園にある縞状鉄鉱床。約20億年前に形成された

ウィリアム "ストラタ"スミス（William "Strata" Smith：1769-1839）は、英国の地質学者で、最初の地質図を作成したとされている。イングランドとウェールズの地質史を記録としてまとめたことから、「英国地史学の父」と呼ばれる

The Wonders of Geologyの392ページから撮影した画像。崖に露出している層は、主要な化石生成層

三畳紀のチンル層、古代の川、湖底によって形成された地形

地質学の主要な現象の概要図。120体の動植物に加え、30種類の堆積岩と8種類の非成層岩のプレートを表している。また、金属含有鉱脈、断層の性質も示している

カラフルで起伏のあるフォルムで有名な「ウェイヴ」は、米国アリゾナ州にある砂岩の岩層。ジュラ紀にナバホ砂岩が雨水で侵食され形成された。雨水の供給は途絶え、現在では風によって侵食される

メキシコのコリマ火山の衛星画像。上が北で、幅が約60キロメートル。中央の火山には、雪をかぶった2つの山（青）がある。北のネバドデコリマ（4,330メートル）は活動しておらず、南のボルカンデコリマ（3,860メートル）は、メキシコで最も活発な火山。NASAの地球観測衛星「テラ」に搭載されているASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)で撮影された画像

サハラ砂漠のリシャット構造 (Guelb er Richat)を撮影した衛星画像。直径40kmで、もともとは隕石が衝突したクレーターと考えられていたが、最近の分析では、隆起した岩のドーム構造の「屋根」が侵食されて、断面がさまざまな層に露出したという説が有力。この画像は、2010年11月23日、日本のALOS（だいち）衛星の近赤外線放射計によって撮影された。ALOS（だいち）衛星は、現在、運用を終了している

地球と内部構造の概略図。地殻、マントル、核で構成される

人知を超えた魅力と驚異

千葉県市原市にある地層の中に、地磁気の逆転現象の痕跡がよく残っていて、世界的にも重要な地層であることが認められ、2020年1月に国際学会で「チバニアン（千葉時代）」と命名された。およそ77万4,000年前から12万9,000年前の更新世中期にあたる地質年代で、ジュラ紀やカンブリア紀のように、日本の地名が地球の歴史に刻まれたのは史上初。

アイスランドのブルーラグーンにあるスヴァルスエインギ地熱発電所は、150メガワットの電力を発電でき、21,000世帯以上に熱水をパイプで送る暖房システムも供給している。また、地熱発電後の副産物である熱水を利用した温泉（入浴リゾート）ブルーラグーンと、メタノール工場も併設される

ブルカノ式噴火は、安山岩質マグマを噴出する火山に多く見られる。爆発的な噴火を伴い、火山灰、火山弾などを噴出し、粘り気の強い溶岩が流出する。日本では浅間山、阿蘇山、桜島などの噴火がこれに該当するプリニー式噴火は、大量の軽石・火山灰を放出する最大かつ最も激しい爆発的噴火で、ガスと灰の噴煙柱は、成層圏に達することもある。広範囲に噴出物が堆積し、火砕流を伴うこともある。プレー式噴火の大きな特徴は、成長中の溶岩ドームが爆発を起こして発生する比較的小規模な噴火で、きわめて粘性の高い溶岩が押し出され、火砕流を伴う。ストロンボリ式噴火は、間欠的で比較的穏やかな爆発を伴う噴火。日本では伊豆大島の三原山がよくこの型の噴火を示す。アイスランド式噴火は、長く平行な割れ目から流れる玄武岩質溶岩の噴出が特徴。

米国ハワイ島のキラウエア火山のプウ・オオ火口は、キラウエア火山の中心をなすハレマウマウ火口から延びる東リフトゾーン噴火帯の上にある火口

米国ハワイ島火山国立公園にある、楯状火山（shield volcano）であるキラウエア火山のプウオオ火口は、緩やかに傾斜する斜面を持ち、底面積の広い火山

南イタリアのシチリア島の熱赤外線衛星画像では、地中海に囲まれたエトナ火山のホットスポットが、中央にはっきりと見える。海（青）と陸（赤オレンジ）の「明るさの温度」が下部に表示されている。2018年6月に公開された画像

7つの主要なプレートは、太平洋プレート（ダークパープル）、北米プレート（オレンジブラウン）、アフリカプレート（青）、ユーラシアプレート（赤）、南アメリカプレート（ピンク）、インドオーストラリアプレート（オリーブグリーン）、南極プレート（灰色）と色分けされ、現在でも移動し続けている。プレートの境界は、火山の噴火と地震が発生しやすい場所。南アメリカの東海岸は、かつてアフリカの西海岸と結合されていたことがわかる。また、インドプレートがユーラシアプレートと衝突したところで、ヒマラヤが形成された

米国ハワイ島のキラウエア火山からの溶岩が海に流れ込む

米国イエローストーン国立公園のグランド・プリズマティック・スプリング（Grand Prismatic Spring）は、米国最大の熱水泉で、世界的にもニュージーランドのフライング・パン・レイク、ドミニカのボイリング・レイクに次いで世界第3位の規模

間欠泉の英名「ガイザー」の語源は、アイスランド語のゲイシール。イエローストーン国立公園のジャイアントガイザーは、円錐型の間欠泉。噴出間隔は不定期で年ごとに異なるが、噴出時は60～80メートルに達する

米国イエローストーン国立公園のシーペータークリフの玄武岩柱

1969年10月11日、キラウエアのマウナウル噴火によるドーム状の溶岩噴泉（Lava fountains）。粘り気の少ない高温の溶岩が、噴水のように空中に噴出する火山現象で、画像のドーム型の噴水は高さ約20mに達した

米国ハワイ島のキラウエア火山の1969-1971年のマウナウル噴火中の溶岩噴泉

アイスランド中南部のシンクヴェトリル国立公園内の地溝帯（大地の裂け目）は、ギャオと呼ばれ、現在でも大地が東西に引き裂かれている。ユネスコの世界遺産にも登録されている

1973年11月11日、パウアヒクレーターの東ピットから西ピットに流れ落ちる溶岩

2006年8月、エクアドルのトゥングラワ火山が大噴火した後、火砕流が発生し、その経路のほぼすべてを破壊。火砕流は、高温で乾燥した岩片と高温ガスの高密度混合物で、温度は摂氏200度から700度、時速80kmで斜面を滑走する

ロシアのシベリア東部にあるカムチャツカ半島は、世界で最も火山活動が活発な地域の1つ。複数の火山が同時に噴火することも珍しくない。2007年4月26日、NASAのTerra宇宙船が撮影した熱赤外線画像では、80km離れたクリュチェフスカヤ火山とシベルチ火山が同時に噴火し、２つの溶岩流（赤い部分）を確認できる