GEOペディアシリーズ
最新 地球の構造と進化がよくわかる！
| 著者・編者 | 川上紳一 (監修) |
|---|---|
| 判型 | B5 |
| ページ数 | 168ページ |
| 定価（税込） | 3,080円 |
| ISBNコード | 978-4-389-50148-8 |
| 発行年月日 | 2023/07/20 |
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内容紹介
■地質学は物理学と結びつき飛躍的な進歩を遂げ，その結果，プレートテクトニクスやプルームテクトニクスなどの理論が誕生し，ダイナミックな地球の営みが明らかとなってきた。
■地球の構造と進化を知ることは，なぜ私たち生命が存在しているのかを考えていくうえで欠かせないことである。
目次（内容と構成）
はじめに
Chapter 1 宇宙から見た地球の形と大きさ
地球の大きさは太陽系の中で５番目だ
■地球は宇宙の中では小型の惑星だ
惑星は完全な球体ではない
■地球の扁平率
■太陽系惑星の扁平率
【COLUMN】 なぜ太陽の扁平率は小さいのか？
■宇宙にはいびつな天体があふれている
POINT 天体が丸くなるラインは半径およそ150㎞
■太陽系で見られる様々な天体の形
太陽系の形成
■太陽系形成標準モデル
【COLUMN】 ドライだった原始地球がやがてドロドロに溶けていった
回転楕円体と呼ばれる地球の形
■地球はオブレート型の回転楕円体
■「地球は回転楕円体だ」と提唱したのはニュートンだった
■地球の形を巡って起きた、ニュートンとカッシーニの論争
■フランス学士院の測量隊によってニュートンの説が証明された
■地点ごとの重力の違いも地球が回転楕円体であることを証明している
地形の高さと深度を決めているアイソスタシー
■アイソスタシーとは何か
■アイソスタシーが成立しないとどうなるか？
地球の表面は海あり山ありで変化に富んでいる
■地球の70％は海、陸地は30％
■地球の表面は陸も海底も凸凹している
■地表の最高標高と最大深度の差は約2100ｍ
【COLUMN】 紀元前230 年頃に地球の大きさを正確に計算した学者がいた
Chapter 2 地球にはたらく万有引力と重力
宇宙を支配している万有引力
■私たちを地球に引きつけている万有引力
■ニュートンの万有引力の法則－質量あるところに万有引力あり！
【COLUMN】 重力定数を最初に測定したキャヴェンディッシュ
■「不確かさ」を含む万有引力定数
【COLUMN】 太陽と地球の間にはたらく万有引力は？
■「万有引力＝重力」ではない
■重力による位置エネルギー＝重力ポテンシャル
POINT 同じ物体でも高いところにある物体は低いところにある物体よりも大きなポテンシャルエネルギーを持っている
■重力は万有引力と遠心力の合力である
■重力の大きさを示す重力加速度
■太陽系天体の重力加速度
【COLUMN】 重さと質量の違いとは
■標準重力と正規重力
■重力は重力ポテンシャルから計算できる
POINT 正規重力は緯度の関数である
【COLUMN】 そもそも重力とは何か？
地球上のすべての物体には地球の重力がはたらいている
■山の高さは重力によって決まる
■重力は大気現象にも影響を与えている
■生物の姿も重力の影響を受けている
地形を把握するために必要なジオイドの概念
■社会生活に欠かせないジオイド高
■平均海水面とジオイド
■ジオイドとは地球の平均海水面に最も近い重力の等ポテンシャル面である
■ジオイドにも凹凸がある
■ジオイドに似せて決められた地球楕円体
【COLUMN】 代表的な地球楕円体
■日本で採用されたベッセル楕円体
■日本のジオイド・モデルの歴史
一定ではない地球の重力
■重力の実測値とその緯度の正規重力の差＝重力異常
■ジオイドより下の物質が原因で起きるブーゲー異常
POINT ブーゲー異常＝3つの補正をした値－標準重力値
【COLUMN】 経年的な重力変化でわかる地形の変化
Chapter 3 地球を守る地磁気の存在
地球の磁場とヴァン・アレン帯
■ヴァン・アレン帯を中心に広がる磁気圏
■バウショックで地球は守られている
【COLUMN】 実は太陽風も太陽系を守っている
地球にはたらく地磁気の力
■そもそも地磁気とは何か
■地磁気の要素
■地磁気の大きさ
■伏角と偏角は場所によって変わる
■地図の北と地磁気の北は違っている
■変化する地磁気
■最後の地磁気逆転時代「チバニアン」
■今も謎に包まれる地磁気のメカニズム
【COLUMN】 「地磁場逆転説」を世界で初めて提唱したのは日本人学者だった！
地球に大きな影響を与える太陽面爆発と磁気嵐
■太陽面爆発（太陽フレア）
■過去にあった太陽面爆発の例
【COLUMN】 宇宙天気予報
Chapter 4 地球の構造
地球内部の構造
■地球内部は層になっている
■なぜ地震波で地球内部がわかるのか
■知っておきたい地震波の種類
■地震計で見る波の違い
POINT P波は縦波でS波よりも速く、液体中も伝わる
■初期微動継続時間で震源までの距離がわかる
【COLUMN】 日本で発明された実用的な地震計
■地震波によるシャドーゾーンの発見
■シャドーゾーンが証明した核の存在
■なぜシャドーゾーンができるのか
POINT 地震波により、地球の内部構造が推定された
■モホロビチッチが発見した走時曲線の折れ曲がり
■グーテンベルク不連続面とレーマン不連続面の発見
地球は何でできているのか
■隕石や太陽スペクトルで地球内部を探る
■マントルとは異なる地球の核
地球内部の圧力と温度
■超高圧な地球の内部
【COLUMN】 地球の核の高温高圧状態を再現する実験装置
■地球内部の温度
■地球内部の温度はこうして推定された
■マントルと核の構造
【COLUMN】 地球の熱源は、誕生時の残存熱と放射性同位体起源の熱生成
POINT 地殻熱流量の定義 Ｑ（地殻熱流量）＝Ｔ（地温勾配）×ｋ（熱伝導率）
■地震波トモグラフィー
【COLUMN】 人類による地球内部探索への挑戦
Chapter 5 プレートテクトニクスとプルームテクトニクス
プレートテクトニクスによるダイナミックな地殻の変化
■プレートの構造
■プレート境界には３つの型がある
プレートテクトニクス理論は、大陸移動説から始まった
■かつて地球には巨大大陸が存在していた
■ヴェゲナーの大陸移動説を裏付けた古地磁気学の進歩
■海洋底拡大説の登場
■海洋底拡大説を裏づける地磁気の縞状異常
■プレートテクトニクス理論の誕生
【COLUMN】 進化した地磁気探査法
■プレートテクトニクスに伴う付加体の存在
POINT 付加体の年代は、日本海側ほど古く、太平洋側ほど新しい
新たに登場したプルームテクトニクス理論
■新たに見つかったスーパーコールドプルームとスーパーホットプルーム
■日本発のプルームテクトニクス理論
■プルームテクトニクス理論を支える実験と新たな発見
■プルームテクトニクスのメカニズム
【COLUMN】 水は地球の内部でも重要な成分のひとつである
Chapter 6 大陸の歴史と日本列島の形成
繰り返す超大陸の形成と分裂
■超大陸ロディニアの誕生
■超大陸ゴンドワナの出現
■活動的になった超大陸ゴンドワナの縁
■超大陸パンゲアの誕生
【COLUMN】 パンゲア大陸以前にもあった超大陸と将来に予想される超大陸の出現
■日本列島がたどった島弧へのプロセス
■フォッサマグナの形成
【COLUMN】 日本海はかつて広大な淡水湖だった
繰り返されるダイナミックな造山運動
■島弧型の造山運動のメカニズム
POINT 造山運動の４つの特徴
【COLUMN】 過去の造山運動を物語る北アメリカ大陸の岩石の帯状分布
【COLUMN】 大陸どうしが衝突して形成された山脈と沈み込み帯で形成された山脈
Chapter 7 地球を形づくった火山の力と水や風による侵食作用
地球は生きている―活発に続いている火山活動と地震活動
■日本は世界有数の火山密集地帯
■火山形成のメカニズム
【COLUMN】 深海の「熱水噴出孔」
■海洋底から成長しているホットスポット型火山
■海溝沿いにできる火山
【COLUMN】 福徳岡ノ場の大噴火
■注目すべき世界のホットスポット
■そもそも火山活動とは何か
POINT マグマの性質の違いで、噴火の様式や火山の形も違う
【COLUMN】 鬼界カルデラの大噴火
火成岩の成り立ちを知ろう
■火成岩のできる場所
■火成岩の生成場所と組織
■火山岩に見られる特徴
【COLUMN】 火成岩の産状と組織との間にはどのような関係があるのか？
■火成岩をつくっている鉱物
■火成岩の造岩鉱物
■火成岩の鉱物組成は化学組成によって決まる
■深成岩における造岩鉱物の組み合わせ
【COLUMN】 造岩鉱物の性質
■火成岩の分類
■見直されたマグマ生成のプロセス
【COLUMN】 地球全体の化学組成
■変成作用と変成岩
■接触変成作用と広域変成作用
■日本における変成作用
水や風による侵食・風化のパワー
■物理的風化作用
■化学的風化作用
POINT 山崩れの原因や土壌の形成は、岩石が風化するために起きる
【COLUMN】 予想もできなかった北海道胆振東部地震による土石流被害
■河川の作用
POINT 河川には侵食・運搬・堆積の３作用がある
【COLUMN】 流速・運搬力・侵食力の関係
■河川による地形の変化
■氷河による地形の変化
■海水の作用による地形の変化
【COLUMN】 海底の堆積物
■鍾乳洞の形成
【COLUMN】 地下水には自由地下水と被圧地下水がある
■陸上における堆積環境と堆積岩
■土壌の形成
■地層にある特徴
【COLUMN】 なぜ層理面は生じるのか？
堆積地層で地球の歴史が読み取れる
■堆積物でできた地層の重なり方
■地層が火成岩と接しているときの新旧
POINT 不整合は地殻の変動（陸化）をあらわす
■整合と不整合
■堆積岩の分類
POINT 堆積物と堆積岩は地表を浅く広く覆っている
■岩石の生成と循環
■示準化石と示相化石
【COLUMN】 化石の産出の仕方
■地質年代
■炭素による年代測定はどう行うのか？
【COLUMN】 新たな世界時計に採用された「水月湖の堆積物」
Chapter 8 進化する観測技術と最新測地系の構築
世界測地系と日本測地系の進化
■日本測地系から世界測地系へ
■代表的な世界測地系「WGS84とGRS80」
■日本の独自の測地系「日本測地系2000」
■日本測地系2000への移行でずれた日本の経緯度
■東北地方太平洋沖地震で、日本測地系2000は日本測地系2011へ改正された
■東北地方太平洋沖地震による地殻変動
【COLUMN】 東北地方太平洋沖地震で震源地殻の海底は沖方向に24mも動いていた！
全国を網羅するGEONET
■全国約1300の電子基準点で構築されている観測網
日本における高さはこうして決められている
■日本の高さは霊岸島で決められた
■三角点も全国約10万9000か所に設置
■日本水準原点も変動。東北地方太平洋沖地震で山の標高も変更された
■正確な位置情報を得るのに欠かせない準天頂衛星システム
■みちびきの「８の字」軌道
POINT 標高＝地球楕円体高－ジオイド高