プレートテクトニクスの実証

1966年の深海掘削計画開始時は、まだ現在のように世界の海底地形図は完成しておらず、プレートテクトニクス理論で地球の大陸の動きは説明されていませんでした。では、どのように考えられていたかと言うと、プレートテクトニクスと対比して、地向斜という概念で説明されていました。

地向斜という概念では、現代でいう所の海盆や大陸縁辺部に、広範囲に地層が堆積して、その地層の重みによりその場所が沈降することで、地層が数キロにわたり分厚く堆積し、その後、堆積場所の中心部にマグマが貫入して造山運動が起こり、大きな山脈となるという理論です。例えば、アメリカのアパラチア山脈など、地層の厚さが1,000kmを超えるような場所の観察結果に基づき理解されてきました。

地向斜とプレートテクトニクスの概念の大きな違いは、地向斜の考え方では大陸が水平方向には大きく動かず、基本的には上下に動くという考えです。一方で、プレートテクトニクスでは、大陸は水平方向に長い時間をかけて1,000km以上も動き、海の形は変わり、プレート同士が押し合うことで地面が盛り上がることが造山運動であり、山脈形成であるという考え方です。

ここで、ウェゲナーの大陸移動説で提唱された、アメリカ大陸とアフリカ大陸の大西洋に面した海岸線が非常によく似ている形をしていることに遡ります。アメリカ大陸とアフリカ大陸の海岸線がなぜ似たような形なのでしょうか？その理由として、元々は２つの大陸はつながっていたが、どんどん離れていったからであると考えた時、それを証明するには、両大陸の間にある大西洋の海底が拡大していることを示せば良いわけです。

それを実現したのが、深海掘削計画（DSDP）第３次研究航海（Leg.3）です。この航海では、大西洋の南アメリカから南アフリカまでの深海底掘削が行われました。

この掘削航海では、大西洋の深海底10カ所を掘削し、得られた地層が堆積した年代を丹念に調査していきました。この地層の年代を確定した方法は、地層中に含まれている微化石と呼ばれる、有孔虫の化石です。その結果、大西洋の中央部に存在する海嶺を中心に、そこから離れるに従って徐々に古い化石が海底表面に現れることがわかってきました。

その結果、約8,000万年前から現在まで、大西洋は年間約2cmの速度で拡大していること、そして、アメリカ大陸とアフリカ大陸が分裂を始めたのは、約1億3000万年前であること、大西洋中央海嶺ではマントルから常に新しい地殻が生み出されていることが明らかとなりました。

他には、「深海地形探査技術の歴史」で説明したように、1957年には、大西洋の海底地形図が作成され、中央海嶺の存在が明らかになっていたことや、DSDPの調査と前後して、1965年にブラードという研究者が海岸線の形状から、アメリカ大陸とアフリカ大陸が一続き出会った頃の大陸配置を計算しています。 1915年にウェゲナーが提唱した大陸移動説は、深海底探査の発展があって、約半世紀かけてようやく実証がなされました。そして、プレートが動くという理論の基盤があって、ようやく、山脈や海溝がどうやってできたのか、また、地震や津波の発生原因も世界の共通認識となったのです。

参考文献：
Bullard, S.E., et al., 1965, The fit of the continents around the Atlantic, vol. 258, No. 1088, A Symposium on Continental Drift (Oct. 28, 1965),Volume 258Issue 1088 pp. 41-51 , Royal Society.

Hsü, K.（高柳洋吉訳）, 1992, 地球科学に革命を起こした船. 東海大学出版会.

Deep Sea Drilling Program （深海掘削計画）第3次研究航海報告書