新・地震学セミナーからの学び | |||||||||||||||||||
57 なぜマントルが固体であるという誤解が生じたのか | |||||||||||||||||||
マントルは固体であるというのが定説であり、地震学者はそれを固く信じている。地震爆発説はそれを完全に否定しているので、地震学を学んだ方からは顰蹙を買いトンデモ理論扱いされることが多い。 ここで、地球誕生以来のマントルの経過推定の作業を行ってみると、つぎのようになる。 @地球はその始原においては内部まで完全に熔融状態であった。つまりマグマオーシャンという状態であり、生き物が生存できる環境ではなかった。 ここまでは誰にも異存は無いと思う。さて、ここから、 Cマグマオーシャンの表面だけではなく、内部までも、(冷却されたわけではないが、)2900kmまでは固体状態になった。 という反論である。マグマが固体であることは、固体中しか伝播しない地震の横波(S波)が理論通りの伝播経路を示すことで、完全に証明された“科学的事実”である・・・ということらしい。 しかし、よく、吟味してみると、“科学的事実”には怪しげな点が出てくるのである。 まず、最初に地震波の経路の問題を扱ったのは、グーテンベルグという近代地震学の創始者とも言うべき地震学の泰斗である。日本での地震学に関する権威者でもあった竹内均・元ニュートン編集長の書籍「地震の科学」(NHKブックス)から彼の研究を学んでみよう。 「 縦波(P波)に対する影の領域の存在その他から、一九一三年に核の存在を最初に確立したのが、当時ドイツにいたグーテンベルクである。彼の考えが第27図に示してある。第27図のF点は震源を示し、それを取り巻く同心円状の点線が縦波のフロント(波面)を示している。たとえば5としるした波面は、地震がおこってから五分後の波のフロントを示している。この図を見ると、地震がおこってから約二〇分後に、地球を通りぬけた縦波が地球の裏側まで到達していることがわかる。波面に垂直に実線で描いたのが波線あるいは射線である。第27図に示した波線FAは核の表面をすれすれにかすめて通っている。これより少し深くもぐった波線は、核の表面で屈折してB点へ現われている。 「先にも述べたように、(影の領域には)縦波が認められない。しかしよく目を凝らしてみると、わずかではあるが縦波が認められる。最初の間は、この小さい振幅の縦波は回折波であると考えられていた。(中略)これはとても回折波で説明されるようなものではない。 |
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さて、疑問点を列記してみます。
@ マントル固体仮説:右に示した27図ではP波が震源Fから同心円状に広がっていくように描かれています。これは外核までのマントルが固体であるということが前提になっています。液体であればこのような伝播経路はとりません。マントルが固体であることはこの時点では、不明のはずで、単なる仮説にしかすぎません。 A 影のゾーンは存在しない:影のゾーンを説明するために外核の存在を仮定していますが、この部分にも微弱ながらP波が到達していることが、わかっています。したがって影のゾーンは存在せず、外核を仮定する必要は無いはずです。 では何故マントルは固体であると考えているのでしょうか。固体でないとグーテンベルグの行った経路計算が出来ないからという理由も有りますが、彼の計算による結果が、観測値とよく一致するという理由からです。 |
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然し、これにも多くの疑問点があります。続いて「地震の科学」から、抜粋しながら学んでみます。
27図のような地震波の経路を計算するには、当然のことですが、各深さでの速度分布が分からないと計算が出来ません。 「ある一つのことを仮定しなければならない。それは縦波や横波が地球の表面からの深さだけの関数であるということである。(中略) ここでも疑問点を記してみます。 B 経路と速度は前もっては分からない:地震波がどれだけの深さまでもぐったかを前もって分からない・・・つまりどこを通っているのかはっきりしないのに、経路の仮定やら、マントルは固体であるという仮定、速度分布は深さの関数になるという仮定などを前提にして、観測値と一致するように地球内部の物理量を決める・・・・、これがインヴァージョン法の原理です。しかし、マントルが液体であれば伝播経路は全く変わりますし、深さの関数ではないかもしれません。
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この速度分布を用いて、マントル固体仮説の元で走時表を作ってみると、計算値と実測値が非常によく一致するというわけです。計算値を理論値と考えている人がありますが、そうではありません。仮定に仮定を重ねて計算したものに過ぎません。
その実測値の認定方法に疑問があるという話は、ニューオフィス53の地震波の伝播経路(走時曲線の考察) つまり、マントルが固体であって、実測の走時と、理論走時が一致するという視点には大いに疑問があるということです。 下図に示すような地震波形からPPとかPKIKPとかSSという波の到達をどうやって判定できるのでしょうか。「理論走時」を観ながら【恣意的】に判定する・・・ということが行われているのではないでしょうか。 |
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第28図 地震波速度分布
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http://www.gps.caltech.edu/~polet/recofd.htmlより | |||||||||||||||||||
セミナー[1020] にも紹介した地震波形
これからPPとかSSとか判定できるのだろうか |
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地震波は、ニューオフィス8の地震波はマントル内部を伝播するのではない に示したように、二層構造の地殻内部を伝播しているのではないかと考えています。したがって走時表も全く違ったものになるのではないかと思います。 冷却されていないマグマオーシャンの一部である地球内部が、固体のマントルであるとか、また、液体の外核、固体の内核という構成になっているというのは、直感的におかしいと感じます。地殻の下部は溶融したマントルであると思います。 |
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・地震波の伝播経路に関してはセミナー[1314][1315]に最新の考え方が示してあります。(2007,9,16)
・マントル(二層構造の地殻の下部)が熔融していることについては「マントル熔融論の証明」(2009,10,09)を参照してください。
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