【好奇心のままAIに聞く[007]】大陸はなぜ動くのか？その動きはいつか止まるのか？

地球の大陸が動く主な理由は、大陸そのものが単独で泳いでいるからではなく、地球表面を覆う「プレート」が動いていて、その上に大陸が乗っているからです。

イメージとしては、

　大陸 ＝ プレートの上に乗った厚めの軽い部分
　プレート ＝ 地球表面の硬い岩盤の板
　その下 ＝ ゆっくり流動する高温のマントル

という感じです。

では、何がプレートを動かしているのか
　大きくいうと、原因は 地球内部の熱 です。
　地球の内部には、形成時の熱や放射性元素の崩壊による熱が残っています。その熱によって、マントル内部では非常にゆっくりした流れが起きます。液体のようにサラサラ流れるわけではありませんが、長い時間で見ると、固体の岩石も少しずつ変形して動きます。

　この流れや温度差によって、プレートが押されたり引っ張られたりします。

特に重要なのは次の2つです。

１．沈み込むプレートに引っ張られる「スラブプル」
　海洋プレートは、海嶺で生まれた直後は熱くて軽いのですが、時間が経つと冷えて重くなります。
　すると、海溝でマントルの中へ沈み込みます。沈み込む部分を「スラブ」と呼びます。
　この沈み込む重いプレートが、後ろのプレート全体を引っ張ります。
　これが スラブプル です。

　現在では、プレートを動かす力としてかなり重要だと考えられています。

２．海嶺から押し出される「リッジプッシュ」
　海底には「中央海嶺」という、マントルから新しい岩盤が生まれる場所があります。
　そこは高温で盛り上がっているため、そこから冷えて低くなった場所へ、プレートが重力で滑り落ちるように広がっていきます。
　これが リッジプッシュ です。

　名前は「押す」ですが、実際には高い場所から低い場所へずれていく重力的な効果も含みます。

ご質問の「重いものが中心に集まろうとする力」なのか

　かなり鋭いです。一部はその理解で合っています。

　ただし、正確には、

　大陸が重いから地球中心へ沈もうとして動く

　というより、

　冷えて重くなった海洋プレートが沈み込み、その力でプレート全体が動く

　という方が近いです。

　ここが大事です。

　大陸は、実は海洋プレートよりも軽いです。大陸地殻は花崗岩質で比較的軽く、厚いけれど浮きやすい。一方、海洋地殻は玄武岩質で比較的重く、冷えるとさらに沈み込みやすくなります。

　そのため、沈み込み帯では普通、海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込みます。日本列島の周辺で地震や火山が多いのも、この沈み込みが関係しています。

たとえるなら
　地球の表面は、割れた卵の殻のようなプレートで覆われています。
　その下では、熱によって中身がゆっくり動いている。さらに、冷えて重くなった殻の一部が沈み込むと、つながっている殻全体が引っ張られる。
　その結果、プレートが動き、その上に乗っている大陸も一緒に移動します。

まとめると
　大陸移動の原因は、単純に「重いものが中心へ集まる力」だけではありません。
　より正確には、

　地球内部の熱によるマントルの流れと、冷えて重くなった海洋プレートが沈み込む重力作用によって、プレートが動き、その上の大陸も移動する

ということです。

　なので、重力は無関係ではありません。むしろ スラブプルやリッジプッシュには重力が深く関わっています。ただし、動いている主役は「大陸」ではなく「プレート」であり、大陸はその上に乗って運ばれている、という理解が一番近いです。

　はい、はるかな未来には、地球のプレート運動はかなり弱まり、最終的には止まる可能性が高いと考えられています。
　ただしポイントは、
　　プレートが単に「期間経過で冷える」だけではなく、
　　地球全体が少しずつ冷えていくことで、プレートを動かす仕組みそのものが弱くなる
ということです。

プレートは冷えます

　海洋プレートは、中央海嶺で新しく生まれた直後は熱く、薄く、軽めです。
　そこから海底を移動していく間に、宇宙へ熱を逃がしながら冷えていきます。冷えると、
　・厚くなる
　・密度が高くなる
　・重くなる
　・沈み込みやすくなる
　という変化が起きます。
　つまり、プレートは時間とともに冷えます。
　むしろ現在のプレート運動では、この「冷えて重くなった海洋プレート」が沈み込むことが、とても重要な駆動力です。

では、冷えたら止まるのではなく、むしろ沈む？

ここが少し面白いところです。
短期的・現在の地球では、
　海洋プレートが冷える
　　↓
　重くなる
　　↓
　マントルへ沈み込む
　　↓
　その力でプレート全体が引っ張られる
という流れになります。
　なので、プレートが冷えること自体は、現在のプレート運動を助けています。
「冷える＝すぐ止まる」ではありません。

でも、地球全体が冷えると話が変わります

　問題は、もっと長い時間で見たときです。
　地球内部の熱が減っていくと、マントルの対流が弱くなります。すると、
　・新しい海洋プレートが生まれにくくなる
　・マントルの流れが弱くなる
　・火山活動が減る
　・沈み込み帯の活動も鈍る
　・プレートを動かす力が全体的に弱まる
　という方向に進みます。

　つまり、プレート単体が冷えることは運動を助ける面もあるが、地球内部全体が冷えきってくると、プレート運動は維持できなくなるということです。

大陸も動かなくなるのか

　おそらく、最終的にはそうなります。
　大陸はプレートの上に乗っているので、プレート運動が止まれば、大陸移動もほぼ止まります。
　その状態は、火星や月に少し近いイメージです。火星や月にも地殻はありますが、現在の地球のように大規模なプレートテクトニクスは働いていません。内部が冷え、活動が弱くなったためです。
　地球も、非常に長い時間が経てば、そういう「地質活動の弱い惑星」に近づいていく可能性があります。

ただし、完全に止まる前に別の問題が来る

　地球のプレート運動がいつまで続くかは研究者によって見積もりに幅がありますが、ざっくり言えば数億年から数十億年スケールの話です。
ただ、その前後で太陽の変化も大きくなります。

　太陽は年々少しずつ明るくなっており、遠い未来には地球表面の環境が現在とは大きく変わります。海が減ったり、気候が極端化したりすると、プレート運動にも影響します。水は沈み込みや岩石の変形を助けるので、地球表面から水が失われると、プレート運動が続きにくくなる可能性があります。

　ここ、地球の未来年表としてはなかなか容赦ないです。プレートが止まる前に、太陽が「そろそろ地球、住みにくくしておくね」と言い出す感じです。

まとめると
　プレートは時間とともに冷えます。
　そして冷えた海洋プレートは重くなって沈み込み、現在のプレート運動を支えています。
　しかし、もっと長い時間で見ると、地球内部全体が冷えてマントル対流や火山活動が弱まり、最終的にはプレート運動も止まる可能性が高いです。

　なので答えは、

　　プレートは冷える。
　　その冷却は現在のプレート運動には必要。
　　でも地球全体が冷えすぎると、いずれプレートも大陸もほとんど動かなくなる。

　という理解でよいです。