次の超大陸が形成されるとき、地球はどのような姿になるのか

A photo taken by Expedition 46 flight engineer Tim Peake of the European Space Agency (ESA) aboard the International Space Station shows Italy, the Alps, and the Mediterranean on January, 25, 2016. REUTERS/NASA/Tim Peake/Handout ATTENTION EDITORS - FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS. THIS PICTURE WAS PROVIDED BY A THIRD PARTY. REUTERS IS UNABLE TO INDEPENDENTLY VERIFY THE AUTHENTICITY, CONTENT, LOCATION OR DATE OF THIS IMAGE. THIS PICTURE IS DISTRIBUTED EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS - TM3EC311KON01
The Earth seen from space.Image: REUTERS/NASA/Tim Peake/Handout
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地球の外側にある、私たちが歩く固い地殻は、割れた卵の殻のように、いくつもの断片でできている。テクトニックプレートと呼ばれるこれらの断片は、年間数センチの速さで地球上を移動する。時おりプレートは集まり、結合して超大陸を形成する。超大陸は数億年にわたって存在した後、分裂する。その後、プレートは分散または離散して互いに遠ざかり、やがて――さらに4億~6億年を経て――再び集結する。

最後の超大陸であるパンゲアは約3億1,000万年前に形成され、約1億8,000万年前に分裂を始めた。次の超大陸は2億~2億5,000万年後に形成されると考えられており、現在は現行の超大陸サイクルの分散段階のほぼ中間にあたる。次の超大陸はどのように、そしてなぜ形成されるのだろうか。

次の超大陸の形成には、ノボパンゲア、パンゲア・ウルティマ、アウリカ、アメイジアという4つの基本的なシナリオがある。それぞれの形成過程は異なるシナリオに左右されるが、最終的にはパンゲアがどのように分裂したか、そして現在も世界の大陸がどのように動いているかに関係している。

パンゲアの分裂によって大西洋が形成され、現在も広がり続けている。その結果、太平洋は閉じつつあり、幅が狭くなっている。太平洋の縁には、沈み込み帯が連なる「環太平洋火山帯」がある。そこでは海底が大陸プレートの下に引き込まれ、沈み込んで地球内部へと運ばれる。そこで古い海底は再循環し、火山プルームに取り込まれることもある。一方、大西洋には新しい海洋プレートを生み出す大規模な海嶺があるが、沈み込み帯は2つしかない。カリブ海の小アンティル弧と、南アメリカと南極大陸の間にあるスコシア弧だ。

1. ノボパンゲア

現在の状態が続き、大西洋が広がり続け、太平洋が縮小し続けると仮定すると、次の超大陸はパンゲアの対蹠地に形成されるシナリオが考えられる。南北に移動する南極大陸に南北アメリカ大陸が衝突し、さらに、すでに衝突しているアフリカ・ユーラシア大陸にぶつかる。その結果形成される超大陸は、ノボパンゲア、またはノボパンゲアーと名付けられている。

ノボパンゲアImage: The Conversation

2. パンゲア・ウルティマ

しかし将来、大西洋の拡大が鈍化し、実際に閉じ始める可能性もある。大西洋にある2つの小さな沈み込み弧が、南北アメリカ大陸の東海岸沿い全体に広がる可能性があり、南北アメリカ大陸、ヨーロッパ、アフリカが再び集まり、パンゲア・ウルティマと呼ばれる超大陸が再形成される。この新たな超大陸は、巨大な太平洋に囲まれることになる。

大西洋の閉鎖によって形成されるパンゲア・ウルティマ。Image: The Conversation

3. アウリカ

しかし、大西洋に新たな沈み込み帯ができるとすれば――すでにその兆候が現れている可能性もある――太平洋と大西洋の両方が閉じる運命にあるかもしれない。その場合、両者に代わる新たな海盆が形成されなければならない。

このシナリオでは、現在アジアを横断し、インドの西から北極圏まで延びる汎アジア地溝帯が開いて、新たな海洋が形成される。その結果、超大陸アウリカが形成される。オーストラリアが現在北へ移動しているため、東アジアと南北アメリカ大陸が太平洋を両側から閉じるにつれ、オーストラリアは新大陸の中心に位置することになる。その後、大西洋が閉じると、ヨーロッパプレートとアフリカプレートが南北アメリカ大陸に再び合流する。

4. アメイジア

4つ目のシナリオは、将来の地球がまったく異なる運命をたどると予測する。アフリカとオーストラリアを含む複数のテクトニックプレートが、現在北へ移動している。この移動は、地球内部深くのマントルと呼ばれる部分に、パンゲアが残した異常によって引き起こされていると考えられている。この北向きの移動を踏まえると、南極大陸を除く大陸が北へ移動し続けるシナリオが想定できる。つまり、やがて大陸は北極を囲むように集まり、アメイジアという超大陸を形成する。このシナリオでは、大西洋と太平洋はどちらもおおむね開いたままになる。

4つ目のシナリオ、アメイジア。Image: The Conversation

この4つのシナリオのうち、ノボパンゲアが最も可能性が高いと私たちは考える。現在の大陸プレートの移動方向から自然に導かれるシナリオである一方、ほかの3つでは別の過程が働くと想定されている。アウリカには大西洋での新たな沈み込み帯、パンゲア・ウルティマには大西洋の拡大から閉鎖への転換、アメイジアにはパンゲアが地球内部に残した異常が必要となる。

地球のテクトニクスの未来を調べることは、知識の限界を押し広げ、長い時間スケールで地球を形づくる過程について考えることにつながる。また、地球システム全体について考えるきっかけとなり、ほかにも多くの問いが浮かび上がる――次の超大陸の気候はどうなるのか。海洋循環はどう変化するのか。生命はどのように進化し、適応するのか。こうした問いは、私たちの想像力の限界を押し広げることで、科学の限界をさらに広げる。

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