造山運動

造山運動とは

造山運動（ぞうざんうんどう、英: orogeny）とは、大規模な山脈や弧状列島を形成するような地殻変動のことです。このような造山運動が起きた地域を造山帯と呼びます。造山帯という用語は、プレートテクトニクスの理論が確立する以前から使用されていました。

造山運動の原因論

19世紀末から1930年代にかけて、地質学の分野では、広域変成作用や火成作用などによって地殻や山脈の地質構造が形成される過程を説明する理論として、造山運動や造山帯の概念が発展しました。

かつては、山脈を構成する地質の特徴から、地向斜（ちこうしゃ）が何らかの力によって隆起に転じ、山脈を形成すると考えられていました。隆起させる力として、欧米では地球の自転や冷却・収縮による水平圧力、日本では珪長質火成活動によって形成された花崗岩質マグマによる浮力が挙げられていました。前者の考えでは、全ての地向斜が造山運動を起こすわけではありませんでしたが、後者では地向斜は必然的に造山運動を伴うとされ、特に地向斜造山論と呼ばれていました。

しかし、これらの考えでは説明できない事例が数多く存在しました。例えば、メキシコ湾やベンガル湾では、大量の土砂が堆積しているにも関わらず、造山運動の兆候が見られません。

プレートテクトニクス理論の登場により、プレートの運動によって山脈や弧状列島の成因が説明されるようになりました。大陸プレート同士の衝突・隆起による山脈の形成、海洋プレートの沈み込みに伴う火成活動による島弧の形成、ホットスポットの活動による海山列の形成などが主な例です。

地向斜に由来する造山運動論は、現在では支持を失っています。日本では地球物理学の分野では早期にプレートテクトニクス理論が受け入れられましたが、地質学の分野では1980年代まで抵抗がありました。

以下では、地向斜造山論による造山運動の過程について解説します。

地向斜造山論における造山運動の過程

地向斜造山論では、造山運動には以下のサイクルが存在するとされていました。このサイクルは造山輪廻（ぞうざんりんね）と呼ばれていました。

第一段階（地向斜期）

大陸の周辺の浅い海底では、陸地から浸食されて運ばれてきた砂や泥などが厚く堆積します。これが地向斜です。地向斜は堆積物の重みで沈降するため、海が埋まって陸地化することはありません。最終的には、海底に1万メートルを超えるほどの地層が形成されます。

第二段階（造山期）

深い海の堆積物と浅い海の堆積物が複雑に重なり、基盤となる下方の地層を押し下げるように堆積した地向斜層が、側方から強く圧縮されます。これにより、褶曲山脈が形成され始め、周辺の地向斜には複雑な断層や堆積運動が起こります。さらに、圧縮力によって地下深くの溶けた岩石がマグマとなって貫入し、花崗岩類が生成されます。

第三段階（後造山期）

地向斜堆積物を圧縮していた圧力が低下するとともに、広範囲な隆起によって高い褶曲山脈が出現します。山脈は風雨による浸食を受けますが、山脈を形成する物質は周囲の地殻よりも密度が小さいため、浸食を上回るほどの隆起速度を維持し、2億年ほどはその形状を保ちます。隆起運動が収まると、風雨による浸食作用によって次第に低くなり、最終的には準平原となって安定します。その周囲では、新たな造山運動が生じることがあります。

造山運動の識別

古生代以降、約6億年前以降、全世界的に以下の造山運動期があったとされています。

カレドニア造山運動：6 - 4億年前
バリスカン造山運動：4 - 2億年前
* アルプス造山運動：それ以降現在まで

現在見られる大山脈は、アルプス造山運動によって形成されたとされています。

まとめ

造山運動は、地球のダイナミックな変動を示す現象です。かつては地向斜に基づいた理論が主流でしたが、プレートテクトニクスの登場により、その成因はプレートの運動によって説明されるようになりました。

この変化は、地球科学における重要なパラダイムシフトであり、現在の地球の姿を理解する上で不可欠な知識となっています。

もう一度検索