地球科学上の未解決問題 – Wikipedia

本項は、地球科学における未解決の問題に関する事項をまとめたものである。

初期の地球と太陽系[編集]

  • 地球や他の惑星はどのように形成されたのか?惑星はその時に形成されたのか?軌道変化は比較的頻繁か?太陽惑星の異なる深層を決定したのは何か? [1]
  • 地球と別の惑星テアとの衝突があり、私たちの衛星を生み出したことがあるか?[2]太陽系の初期段階で地球にはるかに近い月を指し示し、過去の地球の回転と月の短い期間の尺度など、説得力のある証拠がある。[3]
  • 地球の長期的な熱収支とは何かコンドリットの降着によって形成されて以来、その内部温度はどのように減衰したか?内部の放射性要素はどのくらい豊富か?「かすかな若い太陽」は今までに「雪だるま地球」を暖めたか? [4][5]
  • プレートテクトニクスを地球上でのみ支配的なプロセスにしたのは何か? [6]プレートテクトニクスの前に、惑星はどのように冷却されたのか。地球の地殻は進化の初期段階で形成されたのか、それとも地殻リサイクルと共に今日も続いているマントルの徐々に蒸留した結果なのか。地殻はまだ成長しているのか、それともリサイクルは中海の尾根やその他の火山地域の地殻形成を補っているのか。

地形と環境[編集]

  • 現在広く利用可能な地形データを使用して、過去のテクトニックおよび気候条件(数百万年規模)を導き出すことがでるか?私たちは侵食と輸送プロセスについて十分に知っているか?気象・テクトニクスの事象の見所性は景観に反映されるのか?生命は地球の表面を形作るのにどれだけ貢献したか?
  • ペネプラネーションや後退性浸食などの古典的な地形学的概念を定量的に理解できるか?アパラチアやウラルなどの古い山脈は108年間保持しているように見えるが、南極の下の氷河下のフルビアル渓谷はネオジーン以来、キロメートル厚さの移動氷の下に保存されている。地形崩壊の時間スケールを制御するものは何か? [7]
  • 地球の表面の進化を支配する浸食と輸送法は何か? [8]河川は、浸食のためのツールと同時に岩盤を保護するシールドである堆積物粒子を輸送する。風景の進化のための堆積物のこの二重の役割はどのくらい重要か? [9][10]
  • 化学的摂動に対する海洋の弾力性はどのくらいか?
  • メッシニアン塩分危機として知られている地中海の巨大な塩漬けの原因は何か?地中海は本当に乾燥していたか?気候や生物学にどのような影響を与え、このような極端な塩の巨人から何を学ぶことができるのか?通常の海洋条件はどのように再確立されたか? [11][12][13][14]
  • ストームトラックのダイナミクスを制御するものは何か?[15]
  • 赤道気候の振動を引き起こすメカニズムは。赤道太平洋のエルニーニョ・南方振動(ENSO)は数ヶ月以上前から予測が難しい。赤道成層圏風の準ビエンナーレ振動(QBO)は、約28ヶ月でやや規則的であるが、原因は激しく議論されている。これらは、確率的、混沌とした、または決定的に強制された行動か?
  • 空の地震とは何か?

地殻、マントル、コアの構造[編集]

  • 「空間問題」:花崗岩のマグマ室はどのように地殻に置かれているか? [16] 超火山を引き起こす可能性のあるマグマシステムの構造と場所は何か。マグマチャンバの粘度と密度とマグマ移動の詳細は何か?[17]
  • マントルの不均一性とレオロジーの詳細は何か?660 kmの不連続性の構造と、極地ドリフトの正しいモデルとの関係は何か?[18]
  • グーテンベルク不連続面に関連する化学的不均一性の正確な性質は何か?[19]
  • 地球の外核の軽合金元素とは何か、どのように分布しているのか? [20][21]コアの異質性とそれらの動的意義は何か。[21]
  • 内部マントル構造は、地球の軸のチャンドラーのぐらつきに対する共鳴を提供するのか、それとも他の外部メカニズムなのか。利用可能な動きは、433日間のぐらつきの期間のための一貫したドライバーではないようである。

近年解決した問題[編集]

  1. ^ McKinnon, W. B. (12 April 2012). “The Strangest Terrestrial Planet”. Science 336 (6078): 162–163. Bibcode: 2012Sci…336..162M. doi:10.1126/science.1220825. PMID 22499928. 
  2. ^ Canup, R. M. (17 October 2012). “Forming a Moon with an Earth-like Composition via a Giant Impact”. Science 338 (6110): 1052–1055. Bibcode: 2012Sci…338.1052C. doi:10.1126/science.1226073. PMC 6476314. PMID 23076098. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6476314/. 
  3. ^ George, Williams (1991). “Upper Proterozoic Tidal Rhythmites, South Australia: Sedimentary Features, Deposition, and Implications for the Earth’s Paleorotation”. Clastic Tidal Sedimentology: 161–177. http://archives.datapages.com/data/cspg_sp/data/016/016001/161_cspgsp0160161.htm 2015年3月3日閲覧。. 
  4. ^ Wired: Was the Earth a migratory planet?
  5. ^ Marty, B.; Zimmermann, L.; Pujol, M.; Burgess, R.; Philippot, P. (19 September 2013). “Nitrogen Isotopic Composition and Density of the Archean Atmosphere”. Science 342 (6154): 101–104. arXiv:1405.6337. Bibcode: 2013Sci…342..101M. doi:10.1126/science.1240971. PMID 24051244. 
  6. ^ Moore, William B.; Webb, A. Alexander G. (25 September 2013). “Heat-pipe Earth”. Nature 501 (7468): 501–505. Bibcode: 2013Natur.501..501M. doi:10.1038/nature12473. PMID 24067709. 
  7. ^ Egholm, David L.; Knudsen, Mads F.; Sandiford, Mike (26 June 2013). “Lifespan of mountain ranges scaled by feedbacks between landsliding and erosion by rivers”. Nature 498 (7455): 475–478. Bibcode: 2013Natur.498..475E. doi:10.1038/nature12218. PMID 23803847. 
  8. ^ Willenbring, Jane K.; Codilean, Alexandru T.; McElroy, Brandon (2013). “Earth is (mostly) flat: Apportionment of the flux of continental sediment over millennial time scales”. Geology 41 (3): 343–346. Bibcode: 2013Geo….41..343W. doi:10.1130/G33918.1. https://ro.uow.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=2524&context=smhpapers. 
  9. ^ Sklar, Leonard S.; Dietrich, William E. (2001). “Sediment and rock strength controls on river incision into bedrock”. Geology 29 (12): 1087. Bibcode: 2001Geo….29.1087S. doi:10.1130/0091-7613(2001)029<1087_SARSCO>2.0.CO;2. http://eps.berkeley.edu/~bill/papers/105.pdf 2015年3月3日閲覧。.  (effect description and tools)
  10. ^ Cowie, Patience A.; Whittaker, Alexander C.; Attal, Mikaël; Roberts, Gerald; Tucker, Greg E.; Ganas, Athanassios (2008). “New constraints on sediment-flux–dependent river incision: Implications for extracting tectonic signals from river profiles”. Geology 36 (7): 535. Bibcode: 2008Geo….36..535C. doi:10.1130/G24681A.1. http://www.geos.ed.ac.uk/research/globalchange/group3/Apenninesproj/Cowie_et_al_2008.pdf 2015年3月3日閲覧。. (field example)
  11. ^ Garcia-Castellanos, D.; Villaseñor, A. (14 December 2011). “Messinian salinity crisis regulated by competing tectonics and erosion at the Gibraltar arc”. Nature 480 (7377): 359–363. Bibcode: 2011Natur.480..359G. doi:10.1038/nature10651. PMID 22170684. https://docs.google.com/uc?id=0B_xuyENh5ksFN2MwYWE5YjUtNzNkOS00OGZlLWFkMDYtOWMxYTViYjRiZjc0&export=download&hl=en 2015年3月3日閲覧。.  Author Publications Link
  12. ^ Hsü, Kenneth J. (1987). The Mediterranean was a desert : a voyage of the Glomar Challenger (First Princeton paperback printing ed.). Princeton, N.J.: Princeton University Press. ISBN 978-0691024066 
  13. ^ Clauzon, Georges; Suc, Jean-Pierre; Gautier, François; Berger, André; Loutre, Marie-France (1996). “Alternate interpretation of the Messinian salinity crisis: Controversy resolved?”. Geology 24 (4): 363. Bibcode: 1996Geo….24..363C. doi:10.1130/0091-7613(1996)024<0363_AIOTMS>2.3.CO;2. 
  14. ^ Krijgsman, W.; Hilgen, F. J.; Raffi, I.; Sierro, F. J.; Wilson, D. S. (12 August 1999). “Chronology, causes and progression of the Messinian salinity crisis”. Nature 400 (6745): 652–655. Bibcode: 1999Natur.400..652K. doi:10.1038/23231. hdl:1874/1500. http://dspace.library.uu.nl/bitstream/1874/1500/1/Krijgsman99nature.pdf. 
  15. ^ Bony, Sandrine; Stevens, Bjorn; Frierson, Dargan MW; Jakob, Christian; Kageyama, Masa; Pincus, Robert (2015). “Clouds, circulation and climate sensitivity”. Nature Geoscience 8 (4): 261–268. Bibcode: 2015NatGe…8..261B. doi:10.1038/ngeo2398. http://centaur.reading.ac.uk/39925/1/FourQuestions_withFigures_Revised_ngeo_jan27.pdf. 
  16. ^ Björkgren, Maria (2017). The Formation of Granite Magma Chambers in the Mourne Mountains, Northern Ireland. http://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A1114406&dswid=5620 
  17. ^ Kaus, B. J. P.; Reuber, G. S.; Popov, A.; Baumann, T. (2018). “Understanding the Yellowstone magmatic system using 3D geodynamic inverse models”. In: Geophysical Research Abstracts. 20. //meetingorganizer.copernicus.org/EGU2018/EGU2018-15184.pdf 
  18. ^ Lowrie, William (2007). Fundamentals of geophysics (2nd ed.). Cambridge University Press. p. 117. ISBN 9781139465953. https://books.google.com/books?id=h2-NjUg4RtEC&pg=PA117 
  19. ^ Hirose, Kei; Karato, Shun‐ichiro; Cormier, Vernon F.; Brodholt, John P.; Yuen, David A. (2006). “Unsolved problems in the lowermost mantle”. Geophysical Research Letters 33 (12): L12S01. Bibcode: 2006GeoRL..3312S01H. doi:10.1029/2006GL025691. http://discovery.ucl.ac.uk/98973/1/2006GL025691.pdf. 
  20. ^ Zhang, Y.; Sekine, T.; He, H.; Yu, Y.; Liu, F.; Zhang, M. (2016). “Experimental constraints on light elements in the Earth’s outer core”. Scientific Reports 6: 22473. Bibcode: 2016NatSR…622473Z. doi:10.1038/srep22473. PMC 4773879. PMID 26932596. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4773879/. 
  21. ^ a b Olson, P. (December 2016). “A Mission to Earth’s Center”. American Geophysical Union, Fall General Assembly 2016, Abstract Id. DI23C-08 2016: DI23C–08. Bibcode: 2016AGUFMDI23C..08O.