ロディニア

9億年前のロディニアの復元図^{[ 1 ]。}現代の画像を使って、当時現在認識されている大陸がどこにあったかを示しています。

ロディニア（ロシア語のродина、rodinaに由来し、「祖国、発祥の地」を意味する^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}）は、中原生代および新原生代に存在した超大陸で、 12億6000万年前から9億年前（Ga）に形成され^{[ 5 ]}、7億5000万年前から6億3300万年前（Ma）に分裂した。^{[ 6 ]}バレンタインとムーアズ（1970）は、おそらく先カンブリア時代の超大陸を初めて認識し、「パンゲアI」と名付けた。^{[ 6 ]}マクメナミンとマクメナミン（1990）によって「ロディニア」と改名された。彼らはまた、プレートの復元図を作成し、超大陸の時間的枠組みを初めて提唱した人物でもある。 ^{[ 7 ]}

ロディニアは、約123億年前、より古い超大陸コロンビアの分裂によって生じた破片の集積と衝突によって形成され、20億～18億年前の地球規模の衝突イベントによって組み立てられました。^{[ 8 ]}ロディニアは新​​原生代に分裂し、その大陸の破片は6億3300万～5億7300万年前に再集合してパノティアを形成しました。パノティアとは対照的に、ロディニアの形状と地球力学史についてはほとんどわかっていません。古地磁気学的証拠は、地球の地殻の個々の部分の古緯度に関する手がかりを提供しますが、経度については手がかりがありません。地質学者は、現在では広く分散していることが多い類似の地質学的特徴を比較することで、それらをつなぎ合わせて経度を推定してきました。

7億1700万年から6億3500万年前後の地球の気候の極端な寒冷化（いわゆるクライオジェニアン期のスノーボールアース）と、それに続くエディアカラ紀とカンブリア紀における原始生命の急速な進化は、ロディニアの分裂または地殻変動の減速によって引き起こされたと考えられています。^{[ 9 ]}

地球力学

古地理学的再構築

超大陸が新原生代初期に存在したという考えは、地質学者がほぼすべてのクラトンにこの時代の造山帯が存在することを突き止めた1970年代に生まれた。^{[ 10 ]}例として、北アメリカのグレンヴィル造山運動やヨーロッパのダルスランディアン造山運動が挙げられる。それ以来、この超大陸のクラトンの配置については、さまざまな代替的な再構成が提案されてきた。これらの再構成のほとんどは、異なるクラトン上の造山帯の相関関係に基づいている。^{[ 11 ]}ロディニアのコアクラトンの配置は現在ではかなりよく知られているが、最近の再構成は依然として多くの詳細において異なっている。地質学者は、地質学的および古地磁気学的データを収集することで不確実性を低減しようとしている。

人生のタイムライン
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（百万年前）

ほとんどの復元図では、ロディニアの中心は北アメリカ・クラトン（後の古大陸ローレンシア）で形成され、南東部は東ヨーロッパ・クラトン（後の古大陸バルティカ）、アマゾン・クラトン、西アフリカ・クラトン、南部はリオ・デ・ラ・プラタ・クラトンとサンフランシスコ・クラトン、南西部はコンゴ・クラトンとカラハリ・クラトン、北東部はオーストラリア、インド、東南極大陸に囲まれているとされている。北アメリカ・クラトンの北側におけるシベリア、華北、華南の位置は、復元図によって大きく異なる。^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

• スウェット構成（アメリカ南西部-東南極クラトン）：南極はローレンシアの南西にあり、オーストラリアは南極の北にある。^{[ 15 ]}
• AUSWUS 構成 (オーストラリア - 米国西部): オーストラリアはローレンシアの西にあります。
• AUSMEX 構成 (オーストラリア - メキシコ): オーストラリアは、ローレンシアを基準として現在のメキシコの位置にあります。
• 2008年のLiらによる「ミッシングリンク」モデルでは、オーストラリアとローレンシア西海岸の間に南中国が存在するとされている。^{[ 16 ]}改訂された「ミッシングリンク」モデルでは、タリムブロックがオーストラリアとローレンシア間の拡張された、あるいは代替のミッシングリンクとして機能すると提案されている。^{[ 17 ]}
• シベリアは、Sears & Price 2000によると、（ベルト超層群を介して）米国西部に付着している。^{[ 18 ]}

ロディニア形成以前の古地理についてはほとんど知られていない。古地磁気および地質学的データは、ロディニアの分裂以降の復元を行うのに十分な程度しか解明されていない^{[ 18 ]}。ロディニアは1.3億年から1.23億年の間に形成され、7.5億年以前に再び分裂したと考えられている^{[ 19 ]} 。ロディニアは超海洋ミロビアに囲まれていた。

JDAパイパーによれば、ロディニアは先カンブリア時代後期の大陸地殻の構成と歴史に関する2つのモデルのうちの1つである。もう1つはパイパー自身の概念であるパレオパンゲアである。 ^{[ 20 ]}パイパーはこの時代とそれ以前の時代について代替仮説を提唱している。この考えは、ロディニアが原生代後期に徐々に分裂する一時的な超大陸として存在したという説を否定し、この時代とそれ以前の時代は単一の永続的な「パレオパンゲア」超大陸によって支配されていたとするものである。その証拠として、彼はこの時代に割り当てられた大陸地殻の古地磁気極が、8億2500万年から6億3300万年前の間は単一の軌跡を辿り、その後7億5000万年前から6億3300万年前の間はほぼ静止した位置にあるという観察結果を示している。^{[ 9 ]}この後者の解は、分裂がエディアカラ紀に限定され、先カンブリア時代と顕生代の間の移行期を特徴づける劇的な環境変化をもたらしたと予測している。しかし、この説は古地磁気データの誤った適用が指摘されており、広く批判されている。^{[ 21 ]}

別れる

2009年にユネスコの国際地球科学計画プロジェクト440「ロディニアの形成と崩壊」は、ロディニアが8億2500万年から5億5000万年の間に4つの段階に分かれて崩壊したと結論付けました。^{[ 22 ]}

• この分裂は、8億2500万～8億年前後に発生したスーパープルームによって引き起こされ、その影響（地殻のアーチ形成、強力な二峰性マグマ活動、厚いリフト型堆積層の蓄積など）は、南オーストラリア、中国南部、タリム、カラハリ砂漠、インド、アラビア・ヌビア・クラトンで記録されています。
• 8億年から7億5000万年前にかけて、同じクラトンで亀裂が進行し、ローレンシア、そしておそらくシベリアまで広がった。インド（マダガスカルを含む）とコンゴ・サンフランシスコ・クラトンは、この時期にロディニアから分離したか、あるいはそもそも超大陸の一部ではなかった。
• ロディニアの中心部が約7億5000万～7億年前に赤道に到達したため、新たなマグマ活動とリフト運動の波がカラハリ砂漠西部、西オーストラリア、中国南部、タリム、ローレンシア大陸のほとんどの縁で分解を続けました。
• 6億5000万年から5億5000万年の間に、イアペトゥス海の拡大、ブラジル海、アダマストル海、モザンビーク海の閉鎖、そして汎アフリカ造山運動といったいくつかの出来事が同時に起こりました。その結果、ゴンドワナ大陸が形成されました。

ロディニア仮説は、地溝形成があらゆる場所で同時に始まったわけではないと仮定している。新原生代には、ほとんどの大陸で大規模な溶岩流と火山噴火が見られ、約7億5000万年前の大規模な地溝形成の証拠となっている。^{[ 2 ]} 8億5000万年前から8億年前にかけて、^{[ 19 ]}現在のオーストラリア、東南極、インド、コンゴクラトン、カラハリクラトンの大陸塊と、後にローレンシアクラトン、バルティカクラトン、アマゾンクラトン、西アフリカクラトン、リオデラプラタクラトンの間に地溝が発達した。^{[ 23 ]}この地溝はエディアカラ紀にアダマストル海へと発達した。

約5億5000万年前、エディアカラ紀とカンブリア紀の境界付近で、最初のクラトン群はパンアフリカ造山運動の間にアマゾン、西アフリカ、リオデラプラタクラトン^{[ 24 ]}と再び融合し、ゴンドワナ大陸の発達を引き起こしました。

約6億1000万年前、別の断層運動によってイアペトゥス海が形成されました。この海の東部はバルティカとローレンシアの間に、西部はアマゾニアとローレンシアの間に形成されました。この分離の時期と部分的に同時期に起こった汎アフリカ造山運動を関連付けることは困難であるため、約6億年から5億5000万年前の間に、すべての大陸塊が再び一つの超大陸に結合した可能性があります。この仮説上の超大陸はパノティアと呼ばれています。

古気候と生命への影響

後の超大陸とは異なり、ロディニアは完全に不毛な大陸でした。複雑な生命が陸上に定着する以前から存在していました。堆積岩の分析によると、ロディニアの形成はオゾン層が現在ほど広大ではなかった時代に起こりました。紫外線の影響で生物は内部に生息できませんでしたが、それでもロディニアの存在は当時の海洋生物に大きな影響を与えました。

クライオジェニアン期には、地球は大規模な氷河期を経験し、気温は少なくとも現在と同じくらい低かった。ロディニアの大部分は氷河や南極の氷冠に覆われていた可能性がある。大陸リフトの初期段階では、低温がさらに顕著だった可能性がある。地熱はリフト寸前の地殻でピークに達し、温かい岩石は密度が低いため、地殻の岩石は周囲よりも隆起する。この隆起によって高度の高い地域が形成され、空気は冷たく、季節の変化による氷の融解は起こりにくくなる。これは、エディアカラ紀に氷河が豊富に存在していた証拠を説明できるかもしれない。^{[ 2 ]}

大陸の裂け目によって新たな海が形成され、海底拡大が起こり、より温暖で密度の低い海洋地殻が形成されました。密度が低く高温の海洋地殻は、より古く冷たい海洋リソスフェアほど深くは存在しません。新しいリソスフェアの面積が比較的大きい時期には、海底が隆起し、海面上昇を引き起こしました。その結果、浅い海が増加しました。

海洋の水域拡大による蒸発量の増加は降雨量の増加につながり、ひいては露出した岩石の風化を促進した可能性がある。安定同位体^18O : ^16Oの比に関するデータをコンピュータモデルに入力することで、火山岩の急速な風化と相まって、降雨量の増加は温室効果ガスのレベルを、スノーボールアースとして知られる極度の氷河期の引き金となる閾値を下回るまで低下させた可能性があることが示された。^{[ 25 ]}火山活動の活発化は海洋環境に生物学的に活性な栄養素をもたらし、これが初期の動物の発達に重要な役割を果たした可能性がある。

参照

• コロンビアは、以前の超大陸の復元例として挙げられる。
• 超大陸サイクル

注記

1. Liら 2008 .
2. マクメナミン＆マクメナミン 1990、章：ロディニアの裂け目
3. レッドファーン 2001、335ページ
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10. Dewey & Burke 1973 ; 「ロディニア」という名称はMcMenamin & McMenamin 1990で初めて使用された。
11. 例えば、北アメリカのグレンヴィル造山運動とヨーロッパのダルスランディア造山運動の相関については、 Ziegler 1990 、p. 14を参照。オーストラリアのマスグレイブ造山運動とグレンヴィル造山運動の相関については、 Wingate、Pisarevsky、Evans 2002、「ロディニア再構築への示唆」pp. 124–126; 図5、p. 127を
12. SWEAT、AUSWUS、AUSMEX、Missing-link再構成の比較については、 Li et al. 2008、図2、p. 182を参照してください。Li et al. 2008の「コンセンサス」RodiniaとMcMenamin & McMenamin 1990の当初の提案の比較については、 Nance、Murphy & Santosh 2014 、図11、p. 9を参照してください。
13. 復元図の例は、 Stanley 1999、pp. 336–337、 Weil et al. 1998、Fig. 6、p. 21、 Torsvik 2003、Fig. 'Rodinia old and new'、p. 1380、 Dalziel 1997、Fig. 11、p. 31、 Scotese 2009、Fig. 1、p. 69に
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23. Torsvik 2003、図「古いロディニアと新しいロディニア」、p. 1380
24. 例えば、 Pisarevsky et al. 2008、図4、p. 19
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外部リンク

• スコテーゼアニメーション：ロディニア島の分裂と太平洋の形成
• 「巨大な大陸のダンス：ワシントンの初期の歴史」
• IGCP特別プロジェクト440：ロディニアを含む原生代超大陸の地図作成
• Paleomap プロジェクト: プレートテクトニクスアニメーション (Java)