
地質学において、地殻とは惑星、準惑星、または自然衛星の最も外側の固体層を指します。通常、地殻は化学組成によってその下にあるマントルと区別されますが、氷衛星の場合は、その相(固体地殻か液体マントルか)に基づいて定義されることもあります。
地球、水星、金星、火星、イオ、月、その他の惑星の地殻は、火成作用によって形成され、その後、侵食、衝突クレーター形成、火山活動、堆積作用によって変化した。
ほとんどの地球型惑星は、比較的均一な地殻を持っています。しかし、地球には大陸地殻と海洋地殻という2つの異なる種類の地殻が存在します。これら2種類の地殻は、化学組成と物理的性質が異なり、異なる地質学的プロセスによって形成されました。
惑星地質学者は、地殻がどのように、いつ形成されたかに基づいて、地殻を3つのカテゴリーに分類します。[ 1 ]
これは惑星の「原始的な」地殻です。マグマの海が固まって形成されます。惑星形成の終盤には、地球型惑星の表面はマグマの海であったと考えられます。これらが冷えると、地殻に固まりました。[ 2 ]この地殻は、重爆撃時代が終焉を迎えるにつれて、大きな衝突によって破壊され、何度も再形成されたと考えられます。 [ 3 ]
一次地殻の性質については依然として議論が続いており、その化学的、鉱物学的、物理的特性は不明であり、それらを形成した火成メカニズムも不明である。これは、研究が困難であるためである。地球の一次地殻は今日まで残っていない。[ 4 ]地球の侵食速度とプレートテクトニクスによる地殻のリサイクル速度が速いため、地球がかつて持っていた一次地殻を含め、約40億年以上前の岩石はすべて破壊されている。
しかし、地質学者は他の地球型惑星で一次地殻を研究することで、一次地殻に関する情報を得ることができます。水星の高地は一次地殻を表している可能性がありますが、これについては議論があります。[ 5 ]月の斜長岩の高地は一次地殻であり、月の初期マグマ海から斜長石が結晶化して表面に浮上して形成されました。[ 6 ]しかし、月は水のないシステムであり、地球には水があったため、地球が同様のパターンをたどった可能性は低いです。[ 7 ]火星隕石ALH84001は火星の一次地殻を表している可能性がありますが、これもまた議論があります。[ 5 ]地球と同様に、金星には一次地殻がありません。惑星全体が繰り返し表面を更新され、変化してきたためです。[ 8 ]
二次地殻はマントル内の主にケイ酸塩物質の部分溶融によって形成されるため、通常は玄武岩質の組成である。[ 1 ]
これは太陽系で最も一般的な地殻の種類です。水星、金星、地球、火星の表面の大部分は二次地殻で構成されており、月の海も同様です。地球では、二次地殻は主に中央海嶺で形成されます。そこでは、マントルの断熱上昇によって部分的な溶融が起こります。
三次地殻は、一次地殻や二次地殻よりも化学的に変化している。三次地殻はいくつかの方法で形成される。
第三紀地殻の既知の例は、地球の大陸地殻のみです。他の地球型惑星に第三紀地殻が存在するかどうかは不明ですが、これまでの証拠からは存在しない可能性が高いと考えられます。これは、第三紀地殻の形成にはプレートテクトニクスが必要であり、太陽系でプレートテクトニクスを持つ惑星は地球だけであるためと考えられます。

地球の地殻は地球の外側にある薄い殻で、地球の体積の 1% 未満を占めています。これは、地殻とマントルの上部を含む地球の層の区分であるリソスフェアの最上部です。[ 9 ]リソスフェアは、移動するテクトニックプレートに分かれており、地球内部から宇宙空間へ熱が放出されます。[ 10 ]
「テイア」という名の理論上の原始惑星が、形成中の地球と衝突し、衝突によって宇宙空間に放出された物質の一部が集積して月を形成したと考えられている。月が形成される際、その外側は溶融状態であり、「月のマグマオーシャン」であったと考えられている。このマグマオーシャンから斜長石が大量に結晶化し、表面に向かって浮上した。集積岩が地殻の大部分を形成している。地殻の上部は平均して約88%の斜長石(斜長岩に定義されている90%の下限に近い)であると考えられる。地殻の下部には輝石やカンラン石などの鉄マグネシウム鉱物がより多く含まれている可能性があるが、その下部でさえ平均して約78%の斜長石であると考えられる。[ 11 ]下にあるマントルはより密度が高く、カンラン石に富んでいる。
地殻の厚さは約 20 から 120 km の範囲です。月の裏側の地殻は、表側の 地殻よりも平均して約 12 km 厚くなっています。平均厚さの推定値は約 50 から 60 km の範囲です。この斜長石に富む地殻の大部分は、約 45 億年前から 43 億年前の月の形成直後に形成されました。地殻の 10 % 以下は、最初の斜長石に富む物質の形成後に追加された火成岩で構成されています。これらの後から追加されたものの中で最もよく特徴付けられ、最も体積が大きいのは、約 39 億年前から 32 億年前に形成されたマレ玄武岩です。小規模な火山活動は 32 億年後も続き、おそらく 10 億年前まで続いていました。プレートテクトニクスの証拠はありません。
月の研究により、地球よりかなり小さい岩石質の惑星体にも地殻が形成されることが明らかになった。月の半径は地球の約4分の1に過ぎないが、月の地殻の平均厚さは地球よりかなり厚い。この厚い地殻は、月の形成後ほぼすぐに形成された。約39億年前に激しい隕石衝突の時期が終わった後もマグマ活動は続いたが、39億年より若い火成岩は地殻のごく一部しか占めていない。[ 12 ]
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