膨張する地球

1834年、ビーグル号の2回目の航海中、チャールズ・ダーウィンはパタゴニアの隆起した海岸線を持つ階段状の平原を調査し、南米の広大な地域が「この空間全体にほぼ均等な力で作用した一連の隆起によって現在の高さまで隆起した」ことを示唆していると考えた。師であるチャールズ・ライエルは地殻付近のより小さな領域に作用する力を示唆していたが、ダーウィンはこの大陸規模の隆起には「地球の中心にある何らかの塊が徐々に膨張し」、「地殻の外側に間隔を置いて作用する」必要があり、「隆起は地球の形状と同心円状（あるいは少なくともほぼ同心円状）」であると仮説を立てた。1835年、彼はこの概念を拡張し、アンデス山脈を「一つの連結した力の作用」による地球の地殻の湾曲した膨張の一部として含めた。その後まもなく、彼はこの考えを放棄し、山脈が隆起するにつれて海底が沈下し、サンゴ礁の形成を説明したと提唱した。^{[ 8 ]}

1889年と1909年にロベルト・マントヴァーニは地球膨張と大陸移動の仮説を発表した。彼は、閉じた大陸が小さな地球の表面全体を覆っていたと仮定した。熱膨張によって火山活動が起こり、陸塊がより小さな大陸に分裂した。これらの大陸は、現在海洋が存在するリップゾーンでのさらなる膨張のために互いに離れていった。^{[ 9 ] [ 10 ]}アルフレッド・ウェゲナーは、自身の大陸移動の仮説との類似点に気づいたものの、マントヴァーニの仮説における移動の原因として地球膨張については言及しなかった。^{[ 11 ]}

地球の膨張と収縮の間の妥協案として、アイルランドの物理学者ジョン・ジョリーによる「熱サイクル理論」がある。彼は、地球内部の放射性崩壊による熱の流れが地球外部の冷却を上回ると仮定した。ジョリーはイギリスの地質学者アーサー・ホームズとともに、地球が膨張の周期的な期間によって熱を失うという仮説を提唱した。彼らの仮説によれば、膨張によって地球内部に亀裂や節理が生じ、そこにマグマが充填される。その後、冷却段階が続き、マグマが凍結して再び固い岩石となり、地球が収縮する。^{[ 12 ]}

1888年、イワン・オシポヴィチ・ヤルコフスキーは、何らかのエーテルが地球内部に吸収され、新たな化学元素に変化し、天体を膨張させていると提唱した。これは、彼の重力の機械的説明と関連していた。^{[ 13 ]}また、オット・クリストフ・ヒルゲンベルクの論文（1933年、1974年）^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}も、エーテルエネルギーの吸収と通常の物質への変換に基づいていた。

オーストラリアの地質学者サミュエル・ウォーレン・ケアリーは、当初は大陸移動説を支持していたが、1950年代（プレートテクトニクスの考え方が一般的に受け入れられる以前）から亡くなるまで膨張説を提唱し、^{[ 17 ]}沈み込みやその他の現象では海嶺での海底拡大を相殺できないと主張し、プレートテクトニクスを悩ませ続けている未解決のパラドックスについて述べた。^{[ 18 ]} 1956年からは、惑星の質量が何らかの形で増加したと提唱し、この問題の最終的な解決は宇宙の膨張に伴う宇宙論的プロセスによってのみ可能であると述べた。^{[ 19 ]}

ブルース・ヒーゼンは当初、大西洋中央海嶺での自身の研究をS・ウォーレン・ケアリーの膨張地球説を裏付けるものと解釈したが、後にその支持を取り下げ、最終的には助手マリー・サープのデータと分析に納得した。^{[ 20 ] [ 21 ]} 1970年代以降に残った支持者、例えばオーストラリアの地質学者ジェームズ・マックスロウなどは、主にケアリーの考えに影響を受けている。^{[ 17 ] [ 22 ]}

これまで、この新たな質量の増加に対する科学的な作用機序は提案されていません。地球は宇宙からの岩石や塵の蓄積によって絶えず質量を獲得していますが^{[ 23 ]}、このような蓄積は、地球成長仮説で必要とされる質量増加のごくわずかな部分にすぎません。

ポール・ディラックは1938年に、万有引力定数が数十億年の歴史の中で減少してきたと提唱した。これを受けて、ドイツの物理学者パスカル・ジョルダンは1964年に、一般相対性理論の修正として、すべての惑星がゆっくりと膨張しているという説を提唱した。この説明は物理学の文脈において妥当な仮説と考えられている。^{[ 24 ]}

重力定数の変動の可能性を測定した結果、相対変化の上限が明らかになった。ジョーダンの考えを除けば、年間5 × 10 ^{−12である。 [ 25 ]}

According to the hypothesis of J. Marvin Herndon (2005, 2013) the Earth originated in its protoplanetary stage from a Jupiter-like gas giant. During the development phases of the young Sun, which resembled those of a T Tauri star, the dense atmosphere of the gas giant was stripped off by infrared eruptions from the sun. The remnant was a rocky planet. Due to the loss of pressure from its atmosphere it would have begun a progressive decompression. Herndon regards the energy released due to the lack of compression as a primary energy source for geotectonic activity, to which some energy from radioactive decomposition processes was added. He terms the resulting changes in the course of Earth's history by the name of his theory Whole-Earth Decompression Dynamics. He considered seafloor spreading at divergent plate boundaries as an effect of it.^[26] In his opinion mantle convection as used as a concept in the theory of plate tectonics is physically impossible. His theory includes the effect of solar wind (geomagnetic storms) as cause for the reversals of the Earth magnetic field. The question of mass increase is not addressed.^[26][27]

A handful of studies consider obituary of the expanding Earth theory as a whole must be considered premature at this time,^[28] and point to recent space geodetic and gravimetric studies as evidence.^[29]

• Carey, S.W.; 1976: "The Expanding Earth", Developments in Geotectonics (10), Elsevier, ISBN 0-444-41485-1; digital edition 2013: ASIN B01E3II6VY.
• Carey, S.W.;1988: "Theories of the Earth and Universe: A History of Dogma in the Earth Sciences", Stanford University Press, ISBN 0-804-71364-2.
• Duff, D.; 1993: Holmes' principles of physical geology, Chapman & Hall (4th ed.), ISBN 0-412-40320-X.
• Fowler, C.M.R.; 1990: The Solid Earth, an introduction to Global Geophysics, Cambridge University Press, ISBN 0-521-38590-3.
• Stanley, S.M.; 1999: Earth System History, W.H. Freeman & Co, ISBN 0-7167-2882-6.