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2012年1月12日 (木)

E08 太平洋プレートを他のプレート下に潜り込ませる実験

灼熱の氷惑星殿。・・・スペースシャトル内実験で、大陸移動のシミュレーション実験をしてみることにしてみました。太平洋プレートをユーラシアプレートの下に潜り込ませるには、やはり貴方の力が必要なのですね。

水風船遊び(その2)

 サッカーボール程度の大きさのピンポン玉を用意しました。そのピンポン玉を数個にかち割って、再度組み合わせると元のサッカーボールになるように準備しておくのです。
 皆さんは頭の中で、想像をたくましくして下さいね。

 宇宙実験棟では、そのモザイク状のサッカーボール内を"水"で満たして浮かべます。
 そうそう、サッカーボール内には大きなソフトボール大の鉄球 も入れておいて下さい。そうしておいてからサッカーボール表面を軽くなでて回転させて見て下さい。

 どうなりましたか?

サッカーボールは最初回転していましたが、段々と回転スピードが遅くなって、終いには回転が止まってしまったでしょう?
鉄球が回転していなかったので、それがサッカーボールの回転の動きを止めてしまったのですね。

 今度は"鉄球 "を最初に回転させて置きましょう。どうやるか?

サッカーボールを壊さないように周囲から抑えておきつつ、ぐるぐると振り回すのです。そうするとサッカーボールを振り回すのを止めた後でも、中の鉄球は回り続けている 状態になります。
( 鉄球が中心にくるようにモザイク状のサッカーボールが位置変更するから不思議!) 

動きが安定したところで再度、サッカーボール表面を軽くなでて、回転させて見て下さい。(新たな回転を付加するのです)。今度はどういう現象が観測されましたか?

 最初サッカーボールは"なでた方向"に回転していましたが、その内に回転軸方向がどんどん変わって行き、終いには別の回転軸で回転するようになってしまいましたね。

その別の回転軸とは、鉄球の回転軸であった のが分かりましたか?》

ここまでの実験結果をまとめて置きましょう。

(Ⅰ)、鉄球が回転していると、その動きが(水の粘性)でサッカーボールに伝わり、
(Ⅱ)、サッカーボールの回転方向を変えていく。
(Ⅲ)、最終的には、サッカーボールの回転は、内側の鉄球の回転と同じになって行きつつ安定化する。

この状態が「自転地球のマントルモデル」 だったのです!

 次の実験は、「太平洋プレート」の移動実験です(プレートテクトニクス実験)。

 サッカーボールを構成する1枚のプレートにちょっと衝撃を与えて、他のプレートの下に少しだけ潜り込ませておいて下さい。
( 外から衝撃を与えないことには どうやってもプレートが潜り込む事は有り得ない と、既に体験済みですね。)

(Ⅳ)、内部からマントル対流の突き上げがあったとしても、内力でプレート間に段差を造る事は無理。
ましてや、段差を造って(その上に)相手プレートの下に潜り込ませる事は、内力では不可能だ。と、既に貴方は納得されていますね。

 外からの力(外力)で潜り込ませた部分とは反対側に、わずかな隙間が出来ていて水面が覗いています。これが 中央海嶺らしい と想像できましたか?
 これからその海嶺を広げて見せましょう。

[少しだけ潜り込んだプレート] を少し押しながら、潜り込み方向に数十ミリだけサッと押し込んでみて下さい。
そうしたら、あら不思議、
指を離した(外力を取り除いた)後も、ズルズルと太平洋プレートが、ユーラシアプレートの下に滑り込んで行くでしょう?
 同時に、じわじわと太平洋海嶺(隙間)が広がって行ったでしょう?

何故ジワジワ(ズルズル)と、太平洋プレートは潜り込んで行くのか?

答えは既にお気付きでしょうが、

(Ⅴ)、[潜り込み方向に数十ミリだけサッと押し込んだ]時に、(同時に)内部の水(マントル)を粘性力で引っ張り移動させたので、水(マントル)の移動に勢いが付いてしまったのですね。

 この勢いが外力を取り除いた後も、ズルズルと太平洋プレートを動かしていたという訳です。

Photo
この図は、最近発行されたある本の中に掲載されていたものであり、現時点での各プレートの動きの[ 最新情報 ] が表現されています。
詳細な議論は またの機会に譲るとして、特徴的な事をまとめておきましょう。

1)、太平洋プレートの面積が最大であり、動くスピードも10㎝/年 と最大である。
2)、その西向きの流れは南北アメリカプレートの動き方向やアフリカプレートの動き方向と関連を持ちつつ地球全周囲を覆う形で流れている。
3)、その大きな流れと直交する方向で、オーストラリアプレートの流れがある(8㎝/年)。
4)、太平洋プレート流れの回転軸を想像してみると、[南極大陸--グリーンランド]軸線上にありそうだ。

 メルカトール式の地図座標ではイメージが湧きにくいでしょうから、頭の中で地球儀を思い浮かべつつ見て下さいね。 この太平洋プレートの大きな流れ、何かに似てませんか?
 そうです。人工衛星の軌道をメルカトール地図上に描くと こんなカーブだったでしょう?

長くなりましたので、続きは次回に!
 2009年 7月 6日  大山宏

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