アイソスタシー（その他表記）isostasy

デジタル大辞泉

アイソスタシー（isostasy）

地表の高低に関係なく、地球内部のある一定の深さで圧力が等しくなっていて、全体として均衡が保たれているという考え。地殻は、海に浮かぶ氷山のように、マントルの上に浮かんでいると考えられる。地殻均衡説。

出典　小学館

精選版 日本国語大辞典

アイソスタシー

1. 〘 名詞 〙 ( [英語] isostasy ) 地学用語で、地球内のある深さでは、地表の凹凸にかかわらず、その面から上の圧力が一定になっていて、全体として均衡が保たれているということ。深さ一〇〇キロメートル前後の層で均衡に達しているのが、重力測定によって立証されている。地殻均衡説。

出典　精選版 日本国語大辞典

改訂新版　世界大百科事典

アイソスタシー
isostasy

地殻がマントルの上に浮力によってつり合っている状態。地殻の均衡ともいう。

　1850年ころインドにおいて測定された鉛直線偏差は，ヒマラヤ山脈の質量分布から予測される値と大きく異なり，ゼロに近い値をとった。ヒマラヤ山脈のような大きい質量分布があれば，ジオイドはその上でもり上がり，鉛直線偏差は山麓において大きい値をとるはずである。アイソスタシーはこの事実を説明するために考案された地殻・マントル構造モデルである。

　エアリーG.B.Airy（1801-92）はこの事実を次のように説明した。海水に浮かぶ氷山は，海面上に現れている部分は小さくても，海水中に隠れている部分は大きく，浮力によってつり合っている。ちょうどこれと同じように，ヒマラヤの比較的密度の小さい山体は，比較的密度の大きい〈溶岩〉の上に浮いている。現代的な言い方をすれば，地殻はマントルの上に浮いているという考え方である。これに対してプラットJ.H.Pratt（1811-71）は，高い山を構成する物質の密度は低い山を構成する物質の密度にくらべて小さく，山体とそれを浮かせている物質との境界面の深さはどこでも一定と考えた（図1）。今日，地震波の伝わり方や人工地震の実験から得られる知見によれば，エアリーのモデルが実際の姿に近い。

　アイソスタシーが成立すると，山地においてブーゲー異常（重力異常）は負の値をとる。ブーゲー異常⊿gと山の高さHとの間には，およそ⊿g＝a－bHの関係がある。実測によればa＝0～100mGal，b＝0.1mGal/mである。ブーゲー異常と地形高度分布から，地形の波長が百数十km以上のときに，アイソスタシーが存在することがわかる。

　人工衛星の軌道は重力異常の存在によって摂動を受けるので，逆に摂動を観測することによって重力異常を求めることができる。もしアイソスタシーが成立していなければ，人工衛星重力異常はヒマラヤ山脈やチベット高原の上で数百mGalに達することが予想される。しかし実測された人工衛星重力異常の値はきわめて小さく，山体の影響がみられない。横軸に地形から予測した重力異常を，縦軸に人工衛星重力異常をとると，地球の場合には相関がない。これに対して，火星の一部には相関がみられ，アイソスタシーは成立していない（図2）。月面のマスコンもアイソスタシーが成立していない一例である。

　地殻活動は部分的にはアイソスタシーの関係を破壊する向きに働くこともあるが，地球全体としてはアイソスタシーの状態に向けて作用していると考えられる。スカンジナビア半島の隆起やカナダ東部のローレンタイド隆起は，氷河期におおっていた氷床が溶けて，その荷重から解放された地殻とマントルが，新しいアイソスタシーの状態をとり戻そうとする回復運動である。月や火星の一部には，このような回復運動がないのかもしれない。事実，火星や月の地殻活動は地球に比較して格段に小さい。アイソスタシーの存在は惑星や衛星における地殻活動のインジケーターと考えられる。
執筆者：萩原 幸男

図1－アイソスタシーのモデル

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

日本大百科全書(ニッポニカ)

アイソスタシー
あいそすたしー
isostasy

地球表面にみられる地形の変化は、比較的浅い部分の構造によってつり合いがとれていて、地球内部のある深さより下では静水圧平衡の状態になっている。これをアイソスタシーまたは地殻均衡とよんでいる。この命名はアメリカの地質学者ダットンC. E. Duttonによる。なんらかの地質現象によってこうした平衡状態が崩れると、ふたたび平衡状態を取り戻す方向に変動がおこる。スカンジナビア半島にみられる、年に数センチメートルもの隆起はそのよい例で、氷河時代にこの地方を覆っていた厚い氷床が融けて大きな荷重が急に失われたためであるとされている。

　アイソスタシーの概念は、18世紀にフランスのブーゲーP. Bouguerらによってすでに考えつかれていたらしいが、これが広く注目を集めるようになったのは、1855年のプラットJ. H. Prattの研究以降のことである。プラットは、イギリスの観測隊がインドで得た測量の資料を詳しく調べて、ヒマラヤ南部における鉛直線偏差が、ヒマラヤの盛り上がりだけから予測される単純な計算値に比べて、著しく小さいことに気づいた。この結果を知ったイギリスのエアリーG. B. Airyは、地球の上層はより密度の大きな下層の上に浮いた形で平衡を保っており、地形の盛り上がりの大きな所ほど上層の底が深くなっているとする説を示した。

　プラットはこのエアリーの説に満足せず、上層と下層の境界は一定の深さにあり、地形の変化は上層内の密度の変化によって補償されているという説をまもなく発表した。

　これら二つの対立する説について、その後多くの議論が行われたが、エアリーの説は、地球内部が溶けた状態にあるという考えに基づいていたこともあって、それほど多くの支持を受けなかった。しかし、20世紀になって地震波などによる地下構造の研究が盛んになるにしたがい、エアリーの説がふたたび注目されるようになった。すなわち、普通の大陸地域に比べて山岳地域では地殻が厚いのに対して、海洋地域では逆に薄く、あたかも地殻がマントルの上に浮いているような姿が明らかになったからである。

　しかし、地形の変化が地殻の厚さの変化のみによって補償されているとする単純なエアリー流のアイソスタシーが、かならずしも正しくはないらしいことが、最近の研究によって明らかになってきた。すなわち、弧状列島のような複雑な地域はもちろん、普通の海洋地域においても、深さ数百キロメートルに達する大規模な不均質が上部マントル中に存在することがわかったからである。こうした上部マントル中の不均質を考慮しない限り、アイソスタシーの議論はもはや成り立たない。プラットの説を、地下数百キロメートルまでの不均質によって平衡状態が保たれていると解釈すれば、これはエアリーの説を包含する、より大きな概念であり、より現代的であるともいえる。

［吉井敏尅］

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

最新 地学事典

アイソスタシー

isostasy

山脈の下の物質は軽く，山脈は浮力によってそびえ立っているという考えは，古く18世紀にさかのぼる。1735年，P.Bouguerは南米大陸の子午線測量のとき，アンデス山脈の質量が鉛直線に及ぼす影響が計算より小さいことに気がついた。J.E.Pratt（1855）は地表上の，ヒマラヤ山脈による鉛直線偏差を計算し，観測値が計算値の1/3しかないことを示した。この矛盾を説明するためにエアリー説（1855）とプラット説（1859）が生まれた。地球内部に山脈の圧力と浮力とが釣り合っている補償面が存在するというこの現象をisostasyと命名したのはC.E.Dutton（1889）。日本では古くからこれを地殻均衡説と訳してきた。J.H.HayfordとW.Bowie（1912）は，プラット説に基づいて重力異常を説明し，均衡面の深さを113.7kmとした。W.Heiskanen（1938）はエアリー説に基づいて補償面の深さを20～40kmとした。地殻均衡が成立していれば重力の均衡異常はゼロとなる。地球表面上90％は地殻均衡が成立。地震波の観測から判明するモホ面はエアリー－ハイスカーネン説による補償面と一致するので，これは地殻の厚さを定義していると考えられる。プラット－ヘイホード説の均衡面は地震観測からわかる地震波の低速度層と一致している。一方，1931，1941年Vening Meineszは広域均衡異常（regional isostatic anomaly）という考えを述べ，地殻は垂直方向のみでなく水平方向にも補償されているとした。

執筆者：藤井 陽一郎

出典　平凡社「最新 地学事典」

法則の辞典

アイソスタシー【isostacy】

地表近くの物質の分布は均一ではないのだが，地表よりある深さの水準面（均衡面）に到達すると，そこでは上部の不均一性が補償された結果，一定の圧力になるという理論．最初はフランスのブーゲ（P. Bouguer）によって着想されたといわれるが，広く理解されるようになったのはプラット（J. H. Pratt）が，ヒマラヤ山脈周辺の重力測定値をもとに1855年にこの提案を行ってからである．1889年に英国のダットン（C. E. Dutton）が「アイソスタシー」と命名した．重力異常や直線偏倚などを巧みに説明できるが，プラットの説ではこの均衡面の深さはほぼ一定のところにあり，上部の比較的密度の小さな地層が，密度のもっと大きな下層の上に浮いていると考えた．均衡面の深さは百数十kmぐらいだというデータも出されたが，地域差がきわめて大きいこともわかった．

後になって英国のエアリー（G. B. Airy）が，観測結果を詳細に再検討した結果として，地形の盛り上がりの大きなところは，均衡面がずっと下のほうへずれている（つまり均衡面の深さは一定ではない）という理論を唱えたが，これが，「エアリーのアイソスタシー」である（図を参照）．こちらでは最初，下層は流体的な性質が大きいものとされたため，あまり学会の認めるところとはならなかった．だがその後，地震波などの測定結果から再び注目されるようになった．

現在では地下数百kmに及ぶ上部マントルまでの不均一性を考慮すべきだと考えられているが，だとするとプラットの説はエアリーの説をも包含してしまうこととなる．

出典　朝倉書店

百科事典マイペディア

アイソスタシー

地殻均衡説ともいう。地殻はそれより密度の大きい〈液体〉の上に浮かび，地殻上の大きな凹凸は浮力でささえられ静力学的釣合状態にあるという考え。液体とは実際にはマントル上層100〜200kmの岩石が長視的には可塑的物質としてふるまうことをさす。G.B.エアリーの説（1855年）では地殻物質の密度の大小は考えず，地上の凹凸に対応して地殻底部に反対向きの凹凸があり，その浮力で均衡が保たれるとする。J.H.プラットの説（1858年）では凸部の下の地殻物質は密度小，凹部の下では密度大で，地下120kmの面で圧力が均衡するとする。今日では前者が有力。アイソスタシーは重力異常，鉛直線偏差などの観測で裏付けられ，地殻の90％の地域で成り立つとされているが，これは約100km四方規模の地域の平均高度に対して成り立つもので，それより小さな山や丘の質量は地殻の弾性によってささえられ，アイソスタシーとは関係がない。
→関連項目エアリー

出典　株式会社平凡社

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

アイソスタシー
isostasy

地殻平衡，地殻均衡と訳されている。 J.プラット (1855) は，地球表面に凹凸があっても釣合いが保たれるのは，底が平坦面で地塊ごとに密度が異なるからであるという説を出したが，G.エアリー (55) は，地形が高まっているところほどその根も深く，まるで氷山が海に浮ぶように地殻がマントルの上に浮ぶことによって平衡が保たれていると考えた。 C.ダットンはエアリーの考えをアイソスタシーと名づけた (89) 。現在，地震波速度の深さ分布，重力異常などの地球物理学的資料はアイソスタシー説を強く支持している。日本海溝やフィリピン海溝など，海洋底拡大説によって海洋底が沈み込むところとされている場所では，アイソスタシーからの大きなずれが存在する。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

岩石学辞典

アイソスタシー

→地殻均衡説

出典　朝倉書店