地学団体研究会「新地学教育講座」編集委 (1977) 地球内部の物理・化学

  • 地学団体研究会「新地学教育講座」編集委員会 編, 牛来 正夫 監修, 1977: 地球内部の物理・化学 (新地学教育講座 5)。東海大学出版会, 201 pp.

プレートテクトニクスについて、地球物理学者は早く受容したが、地質学者の受容は遅れた。この遅れについて、地学団体研究会の左翼イデオロギーが重要であったとする人もいる。しかし、受容をさまたげた地質学者のうちには、地団研ではなく保守的な政治傾向をもっていた人もいた。

2013年5月ごろネット上で話題になったとき(だれがどういう文脈で地団研を話題にしたのか忘れてしまったが)、「地団研は1977年ごろの時点でプレートテクトニクスを認めていた」と主張する意見を聞いた。その根拠はこの本だった。伝聞ではよくわからなかったので、7月から8月に図書館にあった本で確認してメモをとった。その後、考えは進んでいないが、メモを文章化しておくことにする。

地団研は、1950年代に「地学教育講座」(福村書店)、1970年代にこの「新地学教育講座」、1990年代には「新版地学教育講座」(東海大学出版会)を出している。高校の科目である地学全体を分冊でカバーし、高校教師の教材づくりや、図書館に置かれて関心のある生徒に読まれることをねらったものと思う。地団研のメンバーの専門は地質学・古生物学などが多かったから、天文学・気象学などは会員以外の専門家に執筆を依頼したことが多いはずだ。

この巻の奥付には次のようにある。

1977年 6月30日 初版第1刷発行
1980年 8月15日 初版第3刷発行
監修者 — 牛来正夫
編集責任 — 地学団体研究会「新地学教育講座」編集委員会

そして奥付の上に監修者・執筆者の紹介が次のようにある。

監修者
牛来正夫 (ごらいまさお): 1916年生 東京教育大学理学部地質学鉱物学教室
執筆者 (五十音順)
大塚道男 (おおつかみちお): 1932年生 建設省建築研究所国際地震工学部 (6章執筆)
河野芳輝 (こうのよしてる): 1938年生 金沢大学理学部地学教室 (5,6章執筆)
佐々木嘉三 (ささきよしみ): 1940年生 岐阜大学教育学部生物地学教室 (3章執筆)
島 誠 (しままこと): 1923年生 理化学研究所 (4章執筆)
多田 尭 (ただたかし): 1941年生 建設省国土地理院 (6章執筆)
村松郁栄 (むらまついくえ): 1923年生 岐阜大学教育学部生物地学教室 (1,2章執筆)

また、巻頭(ページ番号がついていないがつけるならばローマ数字の v か)に次のようにある。(「建設」はまぎらわしいが建設会社ではなくて人名にちがいない。)

執筆者: 大塚道男 河野芳輝 佐々木嘉三 島誠 多田 尭 村松郁栄
編集委員: 地学団体研究会「新地学教育講座」編集委員会 川上建設 端山好和
リライター: 倉林三郎 端山好和 (五十音順)

第5巻の執筆者は地球物理学を専門とする人たちであり、地団研会員でなかった可能性が高いと思う(ただし確かめていない)。ただし会員である編集委員・リライターが執筆者との間でやりとりして記述態度を調整しただろうと思う。

牛来氏による「監修のことば」(巻頭ivページ)には、
「各章の執筆者はそれぞれの分野での第一線中堅研究者なので、ごく最近までの研究成果をとり入れた興味ある内容になっていると思う。」とある。
また、この講座は小冊子・分冊主義なので、この巻は「地球内部の物理・化学」の全体をカバーしていない。重力や地磁気関係のことは、1巻『地球』、地震現象は、2巻『地震と火山』を見てほしい、とある。
プレートテクトニクスについては、「いま華々しく喧伝されているこの新地球造構論も、やがてより高次の新々地球造構論によって置きかえられる日が、必ずやってくるように思われるのである。」と書いている。

第1章「地殻・マントル・外核・内核という構造」
主として20世紀はじめのGutenbergやJeffreysが地震波伝播によって解明した鉛直1次元的認識を述べている。
第2章「地球の内部構造」
地震波速度、密度、圧力、弾性定数、温度、電気伝導度などについて、基本的には鉛直1次元的認識を述べる。
地殻熱流量については地理的分布の議論もある。34ページで、海洋地殻には放射性元素が少ないのに地殻熱流量の平均は大陸と同じであることについて、「海洋底における平均熱流量は熱伝導の機構だけでは説明困難であり、熱い物質の直接の上昇を考えねばならないとしてマントル対流が考えられた。これが大陸移動説を復活させた大きな原因である。いっぽう、放射性物質を多量に含んだ大陸が移動してしまったら、平均熱流量が大陸も海洋も等しいということと矛盾するので、大陸は動かないと考えるべきだという見方がある。海洋の堆積物が比較的新しいという事実に対して、前者は海洋底拡大説を後者は大陸の海洋化説を唱えている。」と述べている。
第3章「地殻の構造」
記述中心。因果関係の議論は少ないが、複数説を提示することはある。大陸地殻の中に見られるコンラッド不連続面は物質境界なのか相転移なのかなどの議論がある。地域別にそれぞれ研究例を紹介して3次元的認識を述べているが、静的なものである。地震波速度が違ういくつかの層からなるモデルを示し、各層の物質については想像で述べている。
83ページで「1960年代におこなわれた国際的な研究計画に『国際地球内部開発計画』というのがあって、その中で、新しい1つの仮説『プレート・テクトニクス』が生まれたことはよく知られているが、島弧-海溝系の地学的現象をどのように解釈するかは、この仮説の当否とも関わる重要な研究対象としてクローズアップしてきている。」と述べている。
第4章「隕石と地球内部の物質」
おもに隕石の研究の話、それを参照しながら地球の年齢や構成物質の議論をしているが、地殻はほぼ無視されているので、プレートテクトニクスとの接点はなさそうだ。
第5章「地球の熱史」
7ページの短い章。河野氏はマントル対流の数値実験をしている人で、6章も担当している。
127ページの「一般的な結論」のうちに「マントルは温度上昇につれて急速に流動しやすくなり、対流がおこる。」とある。
130ページに「広い意味での対流運動は、単に造構運動の原動力としてだけでなく、地球進化のすべての面に深いかかわりあいをもっていることを認識しておく必要がある。」とある。

第6章「プレートテクトニクス」
1. 地殻変動はどうして起こるか
収縮説など古い考えを簡単に紹介したあと、新しい仮説としてプレートテクトニクスを導入する。
133ページの図90で、「とくによくわかっていないところ」として、島弧の火山との関係と、700km以上沈み込んだ先でどうなるかがあげられている。(その説明は3節で試みられる。)
2. プレート・テクトニクスの基礎概念
プレート境界を、海嶺、サブダクション帯(海溝と新生代褶曲山脈地域[ヒマラヤ、アルプスなど])、トランスフォーム断層の3種類に分けている。
136ページで「地球表面は6枚の大プレートと多数の小プレートによっておおわれている。」と言っている。
3. プレート・テクトニクスと地殻変動
日本付近の地震(震源分布、「メカニズム」つまり押し引きの向き)、地殻変動、火山、地熱をプレートテクトニクスと整合するように説明する。 「プレート・テクトニクスと局地的な地質現象」については実質説明はなく、「スケールがちがうのでむずかしい」としている。
4. プレート・テクトニクスとマントル熱対流
まずマントル熱対流の研究動向を紹介する。プレート運動の原動力としては、マントル対流による説もいくつか述べているが「プレートは自分の重みで海溝からすべり落ちていく」説が「一番もっともらしい」という。せっかく説明したマントル対流がプレート運動と関係がないという結論であるかのように読める。
5. プレート運動の幾何学
剛体と考えることによって計算が可能になることを説明している。
6. 海洋底拡大説からプレート・テクトニクスへの発展
1950年代以来の学説史をたどる。
195ページの本文最後の段落で次のように述べている。「しかし、プレート・テクトニクスの最大の問題点は、プレートの運動の生成発展・消滅という非定常的な考え方が現在なお弱いことである。このことはプレート運動の原因が明らかにされていないことと関連している。プレートはどうして動くのかという問題だけでなく、プレートの運動の始まりは何により規定されるのか、中生代以前のプレートの運動はどうであったのか、など、ほとんど解明されていない問題が多数残されているのである。」

全体をざっと読んでみて、監修のことばに「そのおもな部分(1~5章)」という記述もあることも考えあわせると、監修者の立場は、プレートテクトニクスは重要な仮説として第6章で扱うが、第1章から5章(あるいは4章)までの体系はそれの可否にかかわらず崩れないように書いておきたい、というものだったのではないかとわたしは推測する。

なお牛来氏は、ソ連流の海洋化説に満足していたわけではなく、地球膨張説をとなえ、1978年に『地球の進化 — 膨張する地球』(大月書店)という本を出している。牛来氏にとっては「新々地球造構論」に向かう試みだったのだろう。しかし膨張説に賛同する人は多くなかったようだ。

本書の主張のわかりにくさの理由のひとつは、高校地学の全体をカバーするという条件からきていると思う。当時の学習指導要領は「学習指導要領データベース (国立教育政策研究所)」http://www.nier.go.jp/guideline/ のうち「昭和45年度 高等学校学習指導要領 (昭和48年4月施行)」http://www.nier.go.jp/guideline/s45h/index.htm の中で見ることができる。このうちテクトニクスに関連しそうな項目は次のものだ。

地学 I
(2) 地球における変化とエネルギー
ア 地球の構成
  地球の層状構造,地球を構成する物質
ウ 地球内部のエネルギーと地かくの変化
  火山帯とマグマの活動,地震とエネルギー,地かくの変動
(3) 地球と宇宙の進化
ア 地球の進化
  古生物の進化,岩石中の記録,地かくの進化,地球の誕生
内容の取り扱い (5)イ
 (2)の…ウの「地かくの変動」では,造山運動を主として扱うこと。
地学 II
(3) 堅い地球
ア 地球内部とそのエネルギー
  重力異常と地かくの構造,地球内部における放射性元素,地かくの熱流量
イ 地かくとマントル
  大陸の成長,大陸の移動
内容の取り扱い (5)ウ
 (3)のイの「大陸の移動」については,海洋底の現象にも触れること。

地学Iの項目には、形式的には、地向斜造山論でも対応できると思うが、地学IIの項目は、大陸移動と、海洋底の現象(おそらく海洋底拡大)を扱わなければならない。IIの内容まで体系的に述べるためには、プレート論がぜひ必要というわけではないが(たとえば地球膨張論でもよいかもしれないが)、有力な学説のうちではプレート論にそって述べるのが順当ということになると思う。

地団研編の本の読者のうちには、プレート論を進んで受容する人もいただろうが、まだこの領域は学説が確立していないと思いながら相対的に説明力のある仮説として受け取った人も多かったのだろうと思う。


(目次)
新地学教育講座を刊行するにあたって [ii-iii]
監修のことば [iv]
目次 [vi-viii]
1章 地殻・マントル・核 1
– 1. 地球内部の研究史 1
– 2. 地震波と成層構造 3
– – (1) モホロビチッチ不連続面
– – (2) マントルと中心核
– – (3) 内核の発見
– – (4) 世界標準地震計観測網の記録
– 3. 地球内部の地震波速度分布 12
– – (1) ヘルグロッソ・ウィーヘルトの方法
– – (2) 複雑な構造のばあいの求め方
– 4. 上部マントルの構造 19
2章 地球内部の物理的性質 23
– 1. 密度と圧力 23
– – (1) 地球内部の地震波速度分布と密度分布
– – (2) 地球内部の圧力分布
– 2. 弾性 28
– – (1) 地球内部の弾性定数
– 3. 地殻熱流量と地球内部の温度分布 30
– – (1) 地殻熱流量
– – (2) 地球内部の温度分布
– 4. 電気伝導度 39
– – (1) 地球内部の電気伝導度分布
– – (2) 地球内部の電気伝導度と温度および圧力との関係
3章 地殻の構造 45
– 1. 地殻構造の求め方 45
– – (1) 人工地震による方法 1 — 屈折法
– – (2) 人工地震による方法 2 — 反射法
– 2. モホロビチッチ不連続面とコンラッド不連続面 59
– 3. 大陸地殻 63
– – (1) ヨーロッパ-アジア大陸の地殻構造
– – (2) 北アメリカ大陸の地殻構造
– 4. 海洋地殻 72
– 5. 大陸縁辺部の地殻 79
– – (1) 大西洋型大陸縁辺部の地殻
– – (2) 太平洋型大陸縁辺部の地殻
– – (3) 島弧-海溝型縁辺部の地殻
4章 隕石と地球内部の物質 92
– 1. 隕石 92
– – (1) 隕石とは
– – (2) 隕石の種類と組成
– 2. 地球をつくる物質 108
– – (1) 地球内部物質の探求史
– – (2) 地球の原料物質
– – (3) 高温高圧下の相平衡とマントルの鉱物組成
– – (4) 地球の化学組成
– 3. 隕石と地球は兄弟である 120
– – (1) 隕石と地球の年齢
– – (2) 隕石と地球の生成
5章 地球の熱史と成層構造の形成 124
– – (1) 熱史の研究方法と問題点
– – (2) 地球内部の分層過程
6章 プレート・テクトニクス 131
– 1. 地殻変動はどうして起こるか 131
– 2. プレート・テクトニクスの基礎概念 134
– 3. プレート・テクトニクスと地殻変動 137
– – (1) 地震とプレート・テクトニクス
– – (2) 現在の地殻変動とプレート・テクトニクス
– – (3) 火山とプレート・テクトニクス
– – (4) 日本列島の地下の熱
– – (5) プレート・テクトニクスと局地的な地質現象
– 4. プレート・テクトニクスとマントル熱対流 170
– – (1) 大陸移動説・マントル熱対流説とプレート・テクトニクス
– – (2) マントル熱対流
– – (3) プレート運動の原動力
– 5. プレート運動の幾何学 176
– – (1) オイラーの定理
– – (2) プレートの運動
– – (3) プレート運動の検証
– – (4) トリプル・ジャンクションの安定性
– – (5) トランスフォーム断層の発達と長さ
– 6. 海洋底拡大説からプレート・テクトニクスへの発展 187
– – (1) 発展の歴史
– – (2) 海洋底拡大説の証拠
– – (3) バイン・マシューズ説からプレート・テクトニクスへ
– – (4) プレートの生産モデルの検討
参考図書 196
あとがき 198 /5巻 編集委員 川上建設・端山好和
索引 199[-201]

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