モホロビッチ断層とは何か?人類はそこに到達できるのか?

アンドリヤ・モホロヴィッチは足の下で床が震えるのを感じた。 20 世紀初頭にクロアチアで気象学者および地震学者として活躍した彼は、地震の反響についてよく知っていました。震えが治まった後、モホロヴィチッチ氏はザグレブにある地震観測所から測定値を収集した。

彼は、一定の距離にわたる地震波の速度が予測できると期待していました。その代わりに、彼は地球科学、そして私たちが知っている地球を永遠に変える予期せぬもの、それがモホロビッチ不連続性であることを発見しました。

モホロビッチ不連続性とは何ですか?

モホロヴィチッチ不連続部 (モーハウロー–ヴューチチと発音) は、一般に「モホ」として知られており、 地球の地殻と下層のマントルの間の境界帯を表す地質学的用語です。地球内部にさまざまな組成を持つ複数の層が存在することを誰もが初めて考えたので、その発見は科学者にとって非常に重要でした。

ふわふわのバニラを期待してケーキをカットすると、代わりにチョコレートとレッドベルベットの濃厚な層も見つかることを想像してみてください。こんな感じでした。

モホの発見

19 世紀後半まで、地球の組成は地殻から核まで同じでした。地震計技術が進歩するにつれて、モホロヴィチッチのような科学者はより正確な測定を行うことができるようになり、1909 年 10 月 8 日にザグレブにあるモホロヴィチッチの地震観測所の南約 25 マイル (40 キロメートル) で地震が発生したときに彼が行ったような前例のない発見につながりました。

地震の後、モホロヴィチッチ氏が収集した測定値は当惑するものだった。彼はクロアチア各地の他の40の地震観測所の同僚に電話して、観察した内容を確認した。地震波が地殻からマントルに到達するときに発生しました。

しかし、地球の内部がずっと同じ物質でできているなら、波は距離に比例するはずです。言い換えれば、震源から遠ざかるにつれて徐々に速度が遅くなるはずです。しかしその代わりに、モホロヴィッチは彼らがより速く移動し始めたことに気づいた。

モホロヴィチッチ氏は、地震波がより密度の高い物質を通過するとより速く屈折することを知っており、この挙動は「屈折」と呼ばれる自然法則によって説明される。彼は、より速く移動する地震波は地球のより密度の高い層に遭遇したに違いないと仮説を立てた。

非常に高いレベルで、モホロビッチが次のように観察した波の屈折を想像することができます。水の中にサメがいて、あなたは逃げるためにできるだけ早く泳いでいます。ビーチに着くとすぐに全力疾走をして、水の中より​​もずっと早く逃げます。サメは陸上を歩くことができないという事実に加えて、空気のように、より速く移動できる物質にぶつかると、より速く移動できます。

P 波のような特定の地震波は、より高密度の物質をより高速で伝わります。モホロヴィチッチ氏はこれを知っており、地震波の屈折を引き起こした地殻の下には別の物質が存在するに違いないと仮説を立てた。

彼は自分の発見を 1919 年の雑誌に発表しました。上部地殻とその下のマントルを隔てる異なる物質で構成される鋭い境界があるという考えを初めて紹介した人物です。それは現在、モホロビッチ不連続体として知られています。

モホロビッチの不連続性はどれくらい深いのか？

平均すると、モホは大陸の表面、つまり陸地から 19.8 マイル (32 キロメートル) の深さにありますが、山脈の下には最大 43.4 マイル (70 キロメートル) の深さがあります。海盆の下の深さは平均 4.9 マイル (8 km) です。

しかし、モホは均一な直線とは考えられていません。その深さは海洋地殻の下にあるか大陸地殻の下にあるか、または によってオフセットされているかによって異なるため、波の速度が毎秒約 7.8 マイル () と急速に増加する境界ゾーンと考えられています。

その深さのため、モホはこれまで確認されておらず、これは科学者たちが地殻とマントルの間の層に到達するほど地球を深く掘削していないことを意味します。これほど深く掘削するのは費用が安くないし、環境も決して良いものではありません。その深さでの熱の範囲は摂氏 1,000 度から 3,700 度であり、その深さでの圧力は岩石や掘削設備を軟化させて溶かすのに十分です。

これまでに人類が掘削した最も遠い地点は 40,230 フィート (12,262 メートル) です。この穴はコラ超深掘削孔と呼ばれています。このプロジェクトは 1970 年代にソ連によって開始された 20 年間のプロジェクトで、気温が華氏 356 度 (摂氏 180 度) に達し、作業を続けることが不可能になったときに中止されました。

今日、科学者たちはモホの追求を続けています。地球のマントルからサンプルを収集する「モホ・トゥ・マントル」プロジェクトが開始されました。もし彼らが成功すれば、それは人類が地球に踏み出した最初の（そして最も深い）一歩となるだろう。