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地球の地殻は、地球の半径と体積の 1 パーセント未満を占める、厚い岩石の外殻です。これは、地殻とマントルの上部を含む地球の層の固まった区分であるリソスフェアの最上部の構成要素です。[ 1 ]リソスフェアは、その動きによって地球内部から宇宙空間へ熱が放出されるテクトニックプレートに分かれています。
地殻はマントルの上に位置しており、上部マントルはかんらん岩で構成されているため地殻よりも密度が著しく高く、この構造は安定している。地殻とマントルの境界は、慣習的にモホロビチッチ不連続面とされており、この境界は地震波速度のコントラストによって定義される。
地殻の温度は深さとともに上昇し、[ 2 ]下層のマントルとの境界では通常約700 ～ 1,600 °C (1,292 ～ 2,912 °F)の範囲の値に達します。地殻の上部では、局所的に1キロメートルごとに温度が30 °C (54 °F)も上昇します。 [ 3 ]
地球の地殻は大きく2種類に分けられる。
地殻の平均厚さは約15～20 km (9.3～12.4マイル)である。[ 5 ]
大陸地殻と海洋地殻はどちらも下のマントルよりも密度が低いため、どちらのタイプの地殻もマントルの上に「浮いている」。大陸地殻の表面は、より厚く密度が低い大陸地殻の浮力が大きいため、海洋地殻の表面よりもかなり高い（これはアイソスタシーの一例である）。その結果、大陸は深い海洋盆地に囲まれた高地を形成する。[ 6 ]
大陸地殻は平均的に安山岩に似た組成を持つが、組成は均一ではなく、上部地殻は平均的にデイサイトに似たより珪長質の組成であり、下部地殻は平均的に玄武岩に似たより苦鉄質の組成である。[ 7 ][8 ]地球の大陸地殻で最も豊富な鉱物は長石で、質量で地殻の約41%を占め、次いで石英が12%、輝石が11%となっている。[ 9 ]
水以外のすべての成分はごく少量しか存在せず、合計で1％未満である。[ 11 ]
大陸地殻は、玄武岩質の海洋地殻に比べて不適合元素が濃集しており、その下にあるマントルに比べてはるかに濃集している。最も不適合な元素は、原始マントル岩石に比べて大陸地殻では50～100倍濃集しているのに対し、海洋地殻では不適合元素が約10倍濃集している。[ 12 ]
大陸地殻の平均密度は推定2.835 g/cm 3で、密度は最上部の地殻の平均2.66 g/cm 3から地殻の基底部では3.1 g/cm 3まで深さとともに増加する。 [ 13 ]
大陸地殻とは対照的に、海洋地殻は主に中央海嶺玄武岩の組成を持つ枕状溶岩とシート状岩脈で構成され、薄い上層に堆積物、下層に斑れい岩がある。[ 14 ]
地球は約46億年前に、新たに形成された太陽の周りを公転する塵とガスの円盤から形成されました。地球は集積によって形成され、微惑星やその他の小さな岩石天体が衝突して付着し、徐々に成長して惑星になりました。このプロセスは膨大な量の熱を発生させ、初期の地球は完全に溶けてしまいました。惑星の集積が減速するにつれて、地球は冷え始め、最初の地殻、すなわち一次地殻または原始地殻を形成しました。[ 15 ]この地殻は、大きな衝突によって繰り返し破壊され、衝突によって残されたマグマの海から再形成されたと考えられます。地球の一次地殻は今日まで残っておらず、過去数十億年の間に侵食、衝突、プレートテクトニクスによってすべて破壊されました。 [ 16 ]
それ以来、地球は二次地殻と三次地殻を形成しており、それぞれ海洋地殻と大陸地殻に対応しています。二次地殻は中央海嶺で形成され、そこでは下にあるマントルの部分溶融によって玄武岩質のマグマが生成され、新しい海洋地殻が形成されます。この「海嶺の押し上げ」はプレートテクトニクスの原動力の1つであり、常に新しい海洋地殻を生成しています。その結果、古い地殻は破壊されなければならないため、拡大中心の反対側には通常、沈み込み帯、つまり海洋プレートがマントルに沈み込む海溝があります。新しい海洋地殻を生成し、古い海洋地殻を破壊するこの絶え間ないプロセスにより、今日の地球上で最も古い海洋地殻は約2億年前のものに過ぎません。[ 17 ]
対照的に、大陸地殻の大部分ははるかに古い。地球上で最も古い大陸地殻岩石の年代は約 37 億から 42 億 8000 万年の範囲であり[ 18 ] [ 19 ] 、西オーストラリアのナリエル片麻岩地帯、カナダ楯状地のノースウェスト準州のアカスタ片麻岩、フェノスカンジア楯状地などの他のクラトン地域で発見されている。ナリエル片麻岩地帯では、43 億年もの年代を持つジルコンが発見されている。大陸地殻は、沈み込んだ二次（海洋）地殻のリサイクルによって沈み込み帯で形成される第三紀の地殻である。[ 17 ]
地球の現在の大陸地殻の平均年齢は約 20 億年と推定されている。[ 20 ] 25 億年以上前に形成された地殻岩石のほとんどはクラトンに位置している。このような古い大陸地殻と下にあるマントルのアセノスフェアは地球上の他の場所よりも密度が低いため、沈み込みによって容易に破壊されない。新しい大陸地殻の形成は、ロディニア、パンゲア、ゴンドワナなどの超大陸の形成と一致する激しい造山運動の時期と関連している。地殻は、花崗岩や変成褶曲帯を含む島弧の集合によって部分的に形成され、また、下にあるマントルの枯渇によって浮力のあるリソスフェアのマントルが形成されることによって部分的に保存されている。大陸上の地殻の動きは地震を引き起こす可能性があり、海底下の動きは津波を引き起こす可能性がある。