地学④：プレートテクトニクス①
～大陸移動説から海洋底拡大説へ～
この記事で探究すること
「大陸は動く」…今でこそ当たり前のこの考え方も、ほんの100年前までは、奇想天外なトンデモ説だと考えられていたんだ。この単元では、ドイツの気象学者ウェゲナーが提唱した「大陸移動説」が、どのような証拠に基づいていたのか、そして、なぜ一度は否定され、その後、海底探査という新たな証拠によって、どのように「プレートテクトニクス」として復活を遂げたのか、科学史上の大逆転劇を探究するよ。
1. ウェゲナーの大陸移動（漂移）説
1912年、ウェゲナーは、かつて大陸が一つにまとまった超大陸（パンゲア）を形成しており、それが分裂して現在の位置まで移動した、という「大陸移動説」を発表した。彼は、その証拠として、以下の４つをあげた。
- 地形学的な証拠：大西洋をはさんで、南アメリカ大陸の東海岸線と、アフリカ大陸の西海岸線の形が、非常によく似ている。
- 地質学的な証拠：大西洋をへだてた両大陸で、古い時代の地質構造（山脈など）が、連続的につながる。
- 古生物学的な証拠：海を泳いで渡れない、陸生の古生物（メソサウルスなど）の化石が、南米とアフリカの両大陸から発見される。
- 古気候学的な証-拠：現在の熱帯地域であるインドやアフリカに、古生代の氷河の痕跡が、広く分布している。
ちさまるといっしょに考えよう！
これだけたくさんの証拠があったのに、どうしてウェゲナーの説は、当時の科学者たちに受け入れられなかったんだろう？
それは、ウェゲナーが、大陸を動かすための「原動力」を、物理的に正しく説明できなかったからだ。「大陸が、固い海洋底の上をすべるように動く」という彼のモデルは、物理学者から「ありえない」と一蹴されてしまった。大陸移動説は、原動力という最も重要なピースが欠けていたため、その後、数十年にわたって忘れ去られてしまうんだ。
2. 理論復活の狼煙：古地磁気学と海洋底探査
大陸移動説が復活するきっかけは、まったく別の分野の研究からもたらされた。
- 古地磁気学の成果：岩石に残された残留磁気の分析から、過去の地磁気の極の位置（古地磁気極）を復元すると、ヨーロッパで測定した極の移動経路と、北米で測定した極の移動経路が、大きくずれていることがわかった。これは、地磁気極が２つあったのではなく、大陸自体が、地磁気極に対して移動してきたと考えなければ、説明がつかない。
- 海洋底探査の進展：第二次世界大戦後、音波探査の技術が発達し、それまで未知の世界だった、深い海の底の地形が、詳細にわかってきた。その結果、大西洋の中央部には、巨大な海底山脈である「中央海嶺」が、そして、太平洋の縁には、非常に深い溝である「海溝」が存在することが明らかになった。
3. 海洋底拡大説の提唱
1960年代初頭、これらの新たな証拠を統合し、ヘスやディーツは、大陸移動説を復活させる、画期的な新説を提唱した。それが「海洋底拡大説」だ。
コレクトの論理 de 解説：海洋底拡大説の骨子
海洋底拡大説の要点は、以下の通りです。
- 海嶺は、マントル対流が上昇してくる場所であり、ここで新しい海洋底（プレート）が、左右に次々と生産されている。
- 大陸は、この動く海洋底（プレート）の上に「乗って」いるだけであり、ベルトコンベアのように、受動的に運ばれていく。
- 地球の大きさが一定である以上、どこかで海洋底は消滅しているはずだ。その場所が海溝であり、ここで古い海洋底が、マントルの中へと沈み込んでいる。
この説は、ウェゲナーが説明できなかった「原動力」の問題を、「マントル対流」という物理的なメカニズムで説明し、大陸が「海洋底の上をすべる」のではなく、「海洋底と一緒に動く」という、全く新しいパラダイムを提示したのです。
4. 海洋底拡大説の決定的証拠：磁気異常の縞模様
海洋底拡大説を、仮説から、科学的「事実」へと昇華させた決定的な証拠が、海底の地磁気探査によって発見された「磁気異常の縞模様」だ。
海洋底の岩石（玄武岩）には、それが海嶺でできた当時の地磁気の向きが、残留磁気として記録されている。過去に、地磁気のN極とS極が何度も逆転してきたことは、すでにわかっていた。もし、海洋底が海嶺で次々と作られ、両側へ拡大しているならば、海底には、地磁気逆転の歴史が、まるでテープに記録されるように、海嶺を軸として、左右対称の縞模様として記録されているはずだ。そして、実際の探査結果は、この予測と完璧に一致した。これは、海洋底拡大説の、動かぬ証拠となった。
受験対策まとめ
プレートテクトニクス前史は、科学史の流れを理解することが重要だ！
- ウェゲナーの大陸移動説の「４つの証拠」を覚える。（地形、地質、化石、氷河）
- 大陸移動説が、当初受け入れられなかった最大の理由が「原動力を説明できなかった」ことであることを理解する。
- 「海洋底拡大説」の３つの骨子（①海嶺で生まれ、②大陸を乗せて動き、③海溝で沈む）を説明できるようにする。
- 海洋底拡大説の決定的証拠が「磁気異常の縞模様」であり、それが「海嶺を軸に左右対称」であることの意味を理解する。