アイソスタシー｜高校地学 — みならいノート

根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「地学」の内容 (1) ア (ｲ) ㋑「地球内部の状態と物質」。
内容の取扱いは「アイソスタシーも扱うこと」を求めている。

0. どういう論点か

アイソスタシーは「地殻がマントルに浮いてつり合っている」という考え方です。
氷が水に浮くのと同じ関係を、地殻とマントルに当てはめます。

見え方	アイソスタシーが言うこと
標高が高い山脈	地殻が厚い（下に「根」がある）
海洋は標高が低い	地殻が薄く、密度も大きい
氷河が融けた地域が今も隆起	荷重が減り、つり合いに戻る途中
重力異常（負）	軽い地殻が深くまである

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

浮いているのは「地殻がマントルに」（水に浮いているわけではない）
標高が高い＝地殻が厚い（重い岩石でできているのではない）
つり合いは、ある深さ（補償深度）での圧力が等しくなること

1. 浮かんでつり合う

根拠: 学習指導要領地学-(1)-ア-(イ)-㋑

アイソスタシーとは何？

地殻がマントルの上に浮き、重さがつり合っている状態

アルキメデスの原理を地殻に当てはめた考え方。

アイソスタシーで、つり合っているのはどこでの何？

ある深さ（補償深度）における圧力

その深さでは、上にのっている物質の重さが場所によらず等しくなる。

氷山にたとえると、地殻とマントルは何に対応する？

地殻が氷、マントルが水

氷が水より軽いので浮くのと同じで、地殻はマントルより密度が小さい。

標高の高い山脈の地下は、どうなっている？

地殻が厚くなっている（山の「根」がある）

浮いている部分が高いほど、水中に沈んだ部分も深い。

地殻の密度を 2.7、マントルの密度を 3.3 g/cm³ とすると、標高 1 km の山にはどれくらいの根が必要？

約 4.5 km

2.7 × (h + d) = 3.3 × d の関係から、d = 2.7h/(3.3 − 2.7) = 4.5h。

海洋地殻は薄いのに、なぜ大きく沈んでいる（海底が低い）？

薄いうえに玄武岩質で密度が大きいから

浮力が小さく、つり合いの位置が低くなる。

2. アイソスタシーの証拠

根拠: 学習指導要領地学-(1)-ア-(イ)-㋑

スカンジナビア半島やカナダで、現在も土地が隆起しているのはなぜ？

氷期に地表をおおっていた氷河が融け、荷重が減ったぶんつり合いに戻りつつあるから

年に 1 cm 程度の隆起が続いている。

氷河が融けた後の隆起が、すぐに終わらないのはなぜ？

マントルの流動がゆっくりで、つり合いに戻るのに時間がかかるから

粘性の大きい流体の上の板が戻るのと同じ。

氷河がのっていた時代、その地域の地殻はどうなっていた？

氷の重さで押し下げられていた

荷重が増えるとつり合いの位置が下がる。

高い山脈で、ブーゲー異常（重力異常）が大きな負の値になるのはなぜ？

密度の小さい地殻が深くまで達しているため、地下の質量が予想より少ないから

「根」の存在を重力の側から確かめたことになる。

アイソスタシーがほぼ成り立っている地域は、重力異常がどうなる？

ほぼ 0 になる

つり合っている＝地下の質量が過不足なくそろっている。

アイソスタシーが成り立っていない場所の例は？

海溝など、プレートが沈み込んで力がかかり続けている場所

大きな重力異常が残る（つり合いから外れている）。

3. 侵食・堆積とつり合い

根拠: 学習指導要領地学-(1)-ア-(イ)-㋑

山脈が侵食されて低くなると、地殻はどう動く？

軽くなったぶん上昇する（隆起する）

だから侵食されても、ただ削られて消えるのではなく、地殻の根が浅くなりながら残る。

山の表面を削り続けると、標高はどう変化する？

隆起しながらゆっくり低くなる

削った量より標高の減り方が小さいので、山地は長く残る。

堆積物が厚くたまる盆地では、地殻はどうなる？

重くなったぶん沈降する

沈降が続くと、さらに厚い堆積物がたまる。

大陸地殻の平均の厚さと、海洋地殻の平均の厚さを比べると？

大陸は 30〜50 km、海洋は 5〜10 km で、大陸は 5 倍前後厚い

標高差はこの厚さの差がつり合いで表れたもの。