スコットランドの北にあるこの島は、約 5,500 万年前に波から隆起したときは美しい場所だったに違いありません。深い谷と急な斜面が、おそらく森林に覆われた先史時代の風景を特徴づけていました。標高800メートルの山の斜面が並ぶ広い谷の底で、川が海に向かって曲がりくねっていました。多数の小さな水路も、下層土をどんどん深く食い込んでいきました。
現在のヨーロッパの北部にあるこの島は、北大西洋から突然現れた非常に柔らかい海底だったため、侵食は容易に起こりました。わずか 100 万年の間に、水中の地形は 1,000 メートルも隆起しました。その後何百万年もの間、それは水の上に浮かび上がり、風や天候にさらされました。すると島は見た目と同じくらい早く沈んでしまいました。現在、フェロー諸島とシェトランド諸島の間の川の景観は再び海底にあり、水深 1,000 メートル、堆積物 2,000 メートルの下に埋もれています。
地質学的に比較的短期間に地表がエレベーターのように上昇したり再び沈んだりするという事実は、これまでミヒャエル・エンデの児童書『ジム・クノップと野生の者たち 13』のような物語でしか知られていなかった。海から突然生えてきます。地質学者は通常、堆積物における海洋と大陸の状態の間の短期的な変化は、陸地の移動ではなく主に氷河期によって引き起こされる海面変動の結果であると解釈します。しかし、500 メートルや 1,000 メートルの変化は、海面変動では説明できないほど大きすぎます。
北海の底を上がったり下がったり
地質学者ニッキー・ホワイトと地球物理学者ブライアン・ラベル率いるケンブリッジ大学の研究チームは、石油産業からの地震データを使用して、スコットランドの海底の急速な隆起と沈下を丹念に再現した。科学者らは、約100万年後、さらに東に240キロメートル離れた場所でもこの出来事が繰り返されたことを発見した。そこでも、北海の北西端の地域が、地質学的に比較的短い期間に数百メートル隆起し、その後再び隆起した。しばらく水面上にいたが、最終的にはまたすぐに沈んだ。
研究者らは、この奇妙な起伏について興味深い説明を行っている。地球は5500万年前に一種の熱いげっぷを放出したという。泡は深部から上昇しましたが、そのほとんどは地表には到達せず、北大西洋の下の構造プレートの下に環状に広がりました。巨大な波のように、研究者らは「熱い塊」と呼ぶ熱い物質が海底を一時的に押し上げた。 「それは、カーペットの下で星型を描いて外に向かって走っているネズミのようなものだと考えることができます」とブライアン・ラベルは言います。
灼熱の岩の発生源は、おそらく今日アイスランドの地下にある「ホットスポット」だった。ホットスポットとは、地質学者が地球のマントルの奥深くに固定された、比較的狭い範囲で定義された火山活動領域と呼んでいるものです。
5,500万年前には北大西洋に地球のマントルからの高温物質の上昇経路があったことを示す証拠が数多くある。当時、グリーンランドはおそらくホットスポットの上にあったと考えられます。大西洋は今日ほど広くなかったため、この島はスコットランドからわずか600キロメートルしか離れていませんでした。研究者らは、「塊」内の温度が摂氏1,400度を超えていたのではないかと推測している。これは、地球のより深い層からの火成岩の厚い堆積物に含まれる特定の微量元素によってサポートされています。
驚くべきペース
科学者たちは、掘削データを使用してスコットランド近郊と北海の井戸の下の隆起の年代を特定することができたので、物質の熱い泡が移動する速度も決定しました。その速度は年間約40センチメートルでした。アイスランドでも、研究者らはホットスポットが依然として脈動している証拠を発見した。過去 700 万年間に、非常に熱い物質の泡が噴出口から 2 回湧き出ました。しかし、計算によると、そこに隆起している岩石の量は、5,500万年前の半分に過ぎませんでした。
そしてもう一つの興味深い発見である。地球科学者らは最近、グリーンランドとアイスランドの間のデンマーク海峡の地盤が、塊の影響で過去700万年間に2回90～180メートル隆起したことをネイチャー・ジオサイエンス誌に報告した。海峡が浅くなったため、北極海から大西洋への冷水の流れが減少した。
深海での野生のアクティビティ
ケンブリッジの研究者らは、その研究により、地球内部の激動がいかに不規則であるかを初めて記録している。ミュンヘンのルートヴィヒ・マクシミリアン大学のハンス・ピーター・ブンゲ氏は、「地球のマントルのプロセスが地球表面の多くの垂直方向の動きに関与していることがますます明らかになっている」と語る。地球力学の教授は、地球のマントルの岩石の非常に粘性の高い転倒運動をモデル化しています。マントルとは、大陸の地下30～70キロメートル、海洋の約10キロメートル下で始まり、深さ約3000キロメートルで終わる地球の層のことです。地球の核との境界線。
1960年代にプレートテクトニクスの理論が開発されて以来、地球科学者らは、そこの物質は比較的固体であるものの、依然として非常にゆっくりと動いているのではないかと考えてきた。地球の核からの熱は大規模な対流セルを駆動し、その中でマントル物質が循環します。地表の構造プレートは厚さ約100キロメートルで、地殻とマントルの最上部を覆っています。この下には、マントルの岩石がわずかに柔らかく、年間数センチメートル「這う」ほど柔らかい層があり、マントル岩と一緒に固体の構造プレートを引っ張っています。
「しかし、教科書に載っている古典的な画像は誤解を招きます」とバンゲ氏は言う。シミュレーションによると、マントル内の対流は、地球表面の構造プレートの比較的規則的な動きから示唆されるよりも混沌としている。マントル岩は大規模な細胞内でひっくり返ることはなく、多かれ少なかれキノコ状の太い流れとなって上向きに流れます。地球のマントルの深部から上昇する熱い物質の巨大な泡が、表面をゼリーのように膨らませています。時々、マントル下部と上部の境界で渋滞が発生することがあります。マントル物質が隆起するにつれて、木や花輪に似た構造も形成されます。 「大量の熱い物質が核とマントルの境界に集まると、熱い塊が発生する可能性があります」とハンス・ピーター・バンゲ氏は説明する。 「その後、脈拍のように上昇する可能性があります。」
海底で手がかりを探す
そして物質が沈むと、その上の土地が凹みます。 「大気中の高圧領域と低圧領域と同じように想像してください」とバンゲ氏は言います。ホワイトとラベルによる観測は、マントル流の速度を初めて測定することを可能にし、そこからマントル物質の流れの挙動についてのより正確な情報を得ることができるため、地球物理学者にとって非常に興味深いものである。 「北大西洋で証拠を探すアプローチは素晴らしいです。なぜなら、北大西洋の堆積物が動きを詳細に記録しているからです」とバンゲ氏は言う。 「しかし、大陸では隆起の証拠は浸食によって破壊されてしまいます。」
今日でも、地球には「塊」に関連する可能性のある隆起がたくさんあります。たとえば、北アフリカのホガー山塊とティベスティ山塊、白亜紀にはまだ水面下にあった北米の大部分、そしてマダガスカル島です。 「この大きな島は北西に傾いているため、マダガスカルは隆起の端にあるのかもしれません」と英国の地質学者ニッキー・ホワイトは言う。 「この地形は、過去 1,000 万年以内に発達したようです。したがって、これは地球のマントルに由来する若い隆起であると考えられます。」
地球の脈動する内部生命には、依然として多くの謎が残されています。 「北大西洋のようなリング状の熱波の伝播が広範囲に及ぶかどうかはまだ不明です。このように動作するのは最大のホットスポットだけではないかと思われます」とホワイト氏は言います。しかし、さらに大きくて熱い岩石の泡が時々表面に上昇することを示唆する証拠があります。地球上の多くの場所には、ドイツの 3 倍の大きさ、厚さ 1 キロメートルにも達する玄武岩鉱床である「大マグマ地帯」があります。
シベリアの大きな衝突
このような洪水玄武岩は、シベリアで 2 億 5,000 万年前、インドで 6,500 万年前、米国西部で 1,400 ～ 1,700 万年前に形成されました。このような物質の塊が地表に流出する前に、高さ 2 キロメートルのへこみが地球の表面に形成される可能性があります。構造プレートは溶けて、その下の巨大な塊によって著しく薄くなるだろう。
マントル物質の到来は、多くの場合、地球上の生命にとって困難を意味します。例えば、シベリアの洪水玄武岩は、地球史上最大の大量絶滅を引き起こした疑いがある。 5,500万年前のアイスランドの塊も進化を混乱させた可能性があり、人類の台頭の基礎を築いた可能性があります。スコットランドの海底の隆起は、地球の歴史の中で特に暑い時期と一致しています。5,500万年前、気温は一時的に摂氏4〜5度上昇し、ヤシの木が成長し、ワニが北極で戯れていました。
科学者らは、短期的な温暖化は海底での大量のメタンハイドレートの崩壊によって引き起こされたのではないかと疑っている。しかし、なぜこの氷状の接続が不安定になったのかは依然として謎でした。ケンブリッジ研究チームの観察は現在、もっともらしい説明を提供している。塊が北大西洋の下を移動し、徐々に海底が上昇したため、内部のメタンハイドレートが分解した可能性がある。メタンとその崩壊生成物である二酸化炭素は大気中に侵入したであろう。温室効果ガスは地球の大気を暖め、その結果、当時支配的だった原始的な哺乳類の多くが地球上から姿を消しました。気候変動の勝者の中には霊長類も含まれる。彼らが初めて現場に登場したのはこの時だった。 ■
Ute Kehse は地球物理学者であり、長年にわたって地球科学の新しい発見を報告してきました。
ウーテ・ケセ著
コンパクト
· 北大西洋の水没した川の風景は、5,500 万年前の強い地下隆起の証拠を示しています。
· 同様の大規模な出来事が、世界の他の時期や他の地域でも発生しました。
トピックの詳細
インターネット
ルートヴィヒ マクシミリアン大学ミュンヘン地球物理学部門の地球モデルの高解像度アニメーション: www.earthmodels.org/models
タイトルなし
急増が始まります
熱い物質の泡 (「ホットブロブ」) が深いチャネル (「プルーム」) で上昇します。
20万年後
熱い泡は頂上に達し、地殻を持ち上げています。
40万年後、膨らみはリング状に広がりました。
80万年後 膨らみはさらに横に流れて小さくなりました。
160万年後、ホットフラッシュが再び始まる可能性があります。
