ボンネビル湖

ボンネビル湖
ボンネビル湖の地図。湖の最高地点であるボンネビル湖岸の輪郭を示しています。
米国のボンネビル湖の位置。
米国のボンネビル湖の位置。
ボンネビル湖
位置ユタ州、アイダホ州、ネバダ州
座標北緯41度、西経113度 / 北緯41度、西経113度 / 41; -113
タイプ雨水湖（流域の水収支の変化によって形成された古湖）
語源ベンジャミン・ボンネヴィル
表面積約20,000平方マイル（51,000 km 2）（湖面最大時）
最大深度980フィート（300メートル）以上

ボンネビル湖は、北米西部のグレートベースンにおいて、後期更新世最大の古湖でした。これは降水量の増加と気温低下による蒸発量の減少によって形成された多雨湖でした。この湖は現在のユタ州西部の大部分を覆い、最高水位時には現在のアイダホ州とネバダ州まで広がっていました。グレートベースンの他の多くの水文的に閉鎖された盆地にも、後期更新世に拡大した湖が存在し、ネバダ州北西部の ラホンタン湖もその一つです。

地質学的説明

最後の大規模氷河期におけるグレートベースンにおけるボンネビル湖とその他の後期更新世の古湖沼。ボンネビル湖は、北アメリカ西部、ローレンタイド氷床およびコルディレラ氷床の南縁部を背景に描かれている。赤い矢印の一部は、ボンネビル洪水とは無関係のワシントン州東部（ミズーラ湖から）の洪水を示していることに注意されたい。

ボンネビル湖の湖岸線は、ソルトレイクシティの上空、ワサッチ山脈の西側に沿って、またボンネビル盆地全体の他の山々から見ることができます。[ 1 ]これらの湖岸線は、谷底より上の山腹から突き出た棚またはベンチのように見え、地上では遠くからでも衛星画像でも見ることができ、湖岸線に沿って堆積層と浸食層の両方があります。[ 2 ]盆地全体に見られるボンネビル湖の 3 つの湖岸線には、スタンズベリー、ボンネビル、プロボという名前が付けられています。[ 1 ]スタンズベリーとボンネビルの湖岸線はボンネビル湖の海進期に形成され、プロボの湖岸線は氾濫期に形成されました。[ 3 ]盆地のいたるところで地図に載せることができない、その他多数の名前のない湖岸線 (海進期と海退期に形成されたもの) が、山麓斜面と扇状地に存在しています。ボンネビル湖は最盛期には水深980フィート（300メートル）以上、面積約20,000平方マイル（51,000平方キロメートル）に達し、[ 4 ]現在のミシガン湖とほぼ同じ面積を覆っていたが、湖岸線は多くの島や半島があり、より複雑であった。グレートソルト湖、ユタ湖、セビア湖は、ボンネビル盆地におけるボンネビル湖以降の最大の湖である。

湖の拡大と縮小の原因

ボンネビル湖は、約3万年から1万3千年前、最終大氷河期に地球上の多くの場所で氷河が現在よりも拡大したときに形成されたが、前氷河湖ではなかった。[ 5 ]ボンネビル湖が存在していたほとんどの期間（つまり、海進期と海退期）、ボンネビル湖には河口がなく、水文学的に閉じた流域を占めていた。[ 1 ] [ 3 ]湖の水位の変化は、気候変動による水収支の変化の結果であった（水収支方程式の簡略版は、入力と出力に貯水量の変化を加算または減算したものです）。[ 1 ] [ 3 ] [ 6 ]貯水量の変化は体積の変化に等しく、体積の変化は湖の水位の変化と相関しています。入力（降水量、河川の流出量など）が出力（湖面からの蒸発量、流域の蒸発散量など）よりも多い場合、湖面は​​上昇し、出力が入力よりも多い場合、湖面は​​低下した。[ 7 ]地球の大気循環の変化が、ボンネビル湖や北米西部のグレートベースンにある他の湖の水収支に変化をもたらした。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]ボンネビル流域の山岳氷河は、ボンネビル湖が最大時に保持していた水の5%未満しか蓄えていなかったため、 [ 10 ]流域のすべての山岳氷河が一度​​に溶けて水が湖に流れ込んだとしても（山岳氷河が溶けるには数千年かかり、その頃にはボンネビル湖の水位が下がっていたため、そんなことは起きなかった）、湖面への効果はほとんどなかっただろう。ボンネビル湖は、巨大な北米氷床と河川でつながっていない。[ 10 ]ボンネビル湖が存在していた間、波と流れを形成する風のパターンは、北アメリカ北部のローレンタイド氷床とコルディレラ氷床によって大きな影響を受けませんでした。 [ 11 ]

「ボンネビル」という名前とその発見

ボンネビル湖は、地質学者G・K・ギルバートによって、フランス生まれのアメリカ陸軍士官で、アメリカ西部で毛皮猟師や探検家でもあったベンジャミン・ルイ・ユラリー・ド・ボンネビル（1796-1878）にちなんで名付けられました。 [ 12 ]ボンネビルの冒険は1800年代にワシントン・アーヴィングによって広く知られるようになりましたが、 [ 13 ]ボンネビル船長はグレートソルト湖やグレートベースンを見たことはありませんでした。[ 14 ] G・K・ギルバートは19世紀で最も偉大な地質学者の一人であり、1890年に出版されたボンネビル湖に関する彼の記念碑的な著作は、今日まで続く古湖の科学的研究の土台を築きました。[ 15 ]ギルバートはボンネビル湖の主要な特徴を記述した最初の人物であるが、1843年のジョン・C・フレモント船長[ 12 ]やさらに早い1776年のシルベストレ・ベレス・デ・エスカランテ神父など、この地域の他の多くの初期のヨーロッパ人やアメリカ人の探検家も、この古代の湖の湖岸線を認識していた。エスカランテは、後にユタ湖と名付けられる場所を訪れた後の日誌に、「私たちがリャノ・サラドと名付けたこの場所は、そこで薄い白い貝殻がいくつか見つかったためだが、かつては現在よりもはるかに大きな湖があったようだ」と記している。[ 16 ]ボンネビル湖の概要と理解は多くの人々の研究によって確立されているが、その歴史や地球環境システムとのつながりを含む、古湖の詳細については、今後何年も追求されるであろう。

北アメリカ西部のグレートベースンにおける更新世の湖の地図。
ボンネビル湖の年表。「較正年代」は現在（現在を西暦1950年とみなす）のおよその暦年である。標高は、流域における差圧反発を考慮して調整されている。[3]
ボンネビル湖の年表。「較正年代」は現在（西暦1950年）より前の暦年を概算したものです。標高は、流域における差圧反発を考慮して調整されています。

地質史

ボンネビル湖は、約3万年前、現代のグレートソルト湖と同程度の標高から隆起し始めた。[ 3 ] [ 17 ]海進初期の湖面は、現代のグレートソルト湖の水位から数十メートルの範囲内で変動していたが、約2万4千年前以降は急速に標高を上げ始め、[ 17 ]約1万7500年前に最高標高（ボンネビル湖の湖岸線）に達した。[ 18 ]閉鎖盆地（内陸盆地）での海進期には、気候の変化により湖面が変動した。[ 19 ]最高水位時には、湖面は盆地縁の最低地点まで上昇し、現在のアイダホ州南東部にあるレッドロック峠近くのスネーク川流域に溢れ出し始めた。[ 20 ] [ 21 ]マーシュクリーク扇状地によって形成されたダムを横切る細流として始まった越流は、すぐに巨大な洪水、ボンネビル洪水へと発展し、マーシュクリーク渓谷をポートヌーフ川、スネーク川、そしてコロンビア川と太平洋へと流れ込んだ。[ 1 ] [ 20 ]マーシュクリーク扇状地の北斜面の地下水の浸出は、湖が最高水位に達するずっと前から始まっており、扇状地ダムの不安定性と最終的な崩壊を招いた。[ 20 ] [ 21 ]

ボンネビルの洪水はおそらく1年未満で、その間に湖の流域からほぼ1,200 mi 3 (5,000 km 3 )の水が流出し、最大流量は約35,000,000 cu ft/s (1,000,000 m 3 /s)でした。[ 20 ]洪水の間にマーシュクリーク扇状地堆積物が削られ、その下の新第三紀の砂、泥、地滑りの残骸が浸食され、[ 21 ]湖の水位が約410フィート(125 m)低下しました。[ 22 ]洪水が終わった後も、レッドロック峠の境界を越えて湖の流域から流れ出る湖からの川の流れは少なくとも1000年間は壊滅的な被害を与えることなく続き、プロボの湖岸線はこの氾濫期に形成されました。[ 1 ] [ 3 ]プロボ湖の湖岸線は、地形的位置、発達の著しいこと、微生物岩（トゥファ）が厚く堆積していることで、ボンネビル湖の他の湖岸線と区別されます。[ 1 ]氾濫期の終わり頃、おそらく約 16,500 年前頃には、[ 23 ]気候変動と水収支の悪化（湖面からの蒸発水量が、河川、直接降水量、地下水によって湖に流入する水量を上回る）により、湖は閉鎖流域の状態に戻り、退潮期に水位が低下しました。[ 3 ] 13,000 年前までに、湖は現代のグレートソルトレイクの平均標高と同程度まで低下しました。退潮期には、気候がより温暖で乾燥したこれは、ボンネビル湖の最大水深の約3分の2に相当する湖面低下であった。ボンネビル湖とグレートソルトレイクは一体の湖沼群であるが、「ボンネビル湖」という名称は3万年前から1万3000年前までの期間に適用され、「グレートソルトレイク」という名称は1万3000年前以降に適用されている。[ 24 ]

ボンネビル湖は、流域の長期的歴史において特異な存在であった。過去 80 万年間に流域に存在した 4 つの深湖のうち最大の湖であったボンネビル湖は、他の 3 つの更新世の深湖とともに、その存在期間の 10% 未満であった。[ 25 ] [ 15 ]現在流域で経験されている状況は、過去 80 万年間の 90% 以上に典型的なもの、すなわち、いくつかの低標高の湖が点在する乾燥した砂漠の流域であり、そのうち最大のもの (グレートソルトレイク) は塩分濃度が高かった。ボンネビル以前の深湖の中で最も新しいもの (リトルバレー湖沼サイクル、約 15 万年前) [ 5 ]の終了時から、約 3 万年前にボンネビル湖が初めて隆起するまでのほとんどの期間、湖の表面積と深さは現在のグレートソルトレイクに似ていたと考えられる。カトラーダム湖沼サイクル中に、湖の水位がわずかに上昇した短い期間が約6万年前に発生しました。[ 26 ]このとき、中規模の湖がグレートソルトレイクの水位より上昇しましたが、ボンネビル湖ほど高くはありませんでした。

ユタ州北部の露出部にあるボンネビル湖泥灰岩のボンネビル氾濫床。氾濫床の底はシャベルの刃の高さにあります。大きさの目安として、シャベルの柄の長さは約50cmです。

GKギルバートはボンネビル湖に関する論文の中で、ボンネビル湖沖合の堆積物を「ホワイトマール」と呼んだ。[ 1 ]地質学界では「ホワイトマール」という名称は正式には使われていないが、非公式には「ホワイトマール」（または「ボンネビルマール」）という用語が頻繁に用いられている。[ 27 ]河川デルタや波浪活動帯など、砕屑性堆積物（砂利、砂、シルト）の供給源から遠く離れた場所にあるボンネビルマールは、湖水から化学的に沈殿した粘土粒大の炭酸カルシウム粒子が主成分である。 [ 27 ]この炭酸カルシウムの大部分は方解石という鉱物の形をしているが、セビア盆地のボンネビルマールや本文のボンネビルマール層序セクションの下部ではアラゴナイトが一般的である。 [ 28 ]アラゴナイトは、ボンネビル以降のグレートソルトレイクの堆積物中の主要な炭酸塩鉱物である。[ 29 ] [ 30 ]ドロップストーンは、おそらくほとんどが海岸の氷から生成されたものであるが、浮遊する根の塊から生成された可能性もあり、泥灰岩中によく見られ、顆粒から巨石サイズの岩片で構成されている。[ 27 ]

ボンネビルの洪水は、現在のアイダホ州にあるスネーク川沿いに壊滅的な影響を及ぼしたが、特徴的な堆積層が堆積した湖の流域内でも洪水の影響が認められる。ボンネビルの氾濫床は、プロボ湖岸下の多くの地表露出部や堆積物コアで確認できる。[ 27 ]氾濫床は、ボンネビル湖の最深部に堆積した塊状の泥灰岩と、洪水時の底流によって堆積した細かく葉理が整えられた、あるいは波紋状に葉理が整えられた砂質泥灰岩が、底部で急激に接しているのが特徴である。[ 27 ] [ 28 ]ボンネビルの氾濫床は、場所によっては再加工されたオストラコダの殻で構成されている。氾濫床上部の接触部は、プロボ時代に湖底に堆積した塊状の泥灰岩への移行層である。[ 27 ]洪水床は、部分的に水没した山脈の間の海峡、または湖水がレッドロック峠の出口に向かって流れ込む際に底流が強かった場所で、最も発達し、最も明瞭に観察されます。ボンネビル洪水床は1年未満で堆積したため、ボンネビル堆積物内の年代測定が正確な（約17,500年前）地層標示として有用です。[ 27 ]

以前の出版物[ 31 ]では、「ギルバート海岸線」はボンネビル盆地の顕著な海岸線の一つとされていましたが、この解釈は修正されました。[ 32 ] [ 33 ]ギルバートエピソード（現在はグレートソルトレイクのカリーサイクル[ 33 ]と呼ばれています）は、グレートソルトレイクの水位が現代の平均水位より約50フィート（15メートル）上昇した出来事です。カリーサイクルの最高水位付近に堆積した堆積物は、約12,700年前のものと年代測定されています。[ 33 ]カリーサイクルの最高水位に地図化可能な海岸線は確認されていません。[ 32 ] [ 33 ]

等圧性

ボンネビル湖の湖岸線はアイソスタシー作用によって歪んでおり、これはギルバートも認識し、ギルバートの時代から広範に研究されてきた。[ 1 ] [ 34 ]湖が存在していた間は地殻が水の重みで沈下していたが、湖が蒸発して水負荷が大幅に減少すると、湖盆の下の地殻が反発した。その結果、ボンネビル湖の湖岸線の標高は、グレートソルトレイクの西側、ボンネビル湖の水負荷の中心付近にある標高5,335フィート（1,626メートル）のレイクサイド山脈の方が、湖が非常に浅かったレッドロックパスの標高5,092フィート（1,552メートル）よりも243フィート（74メートル）高くなっている。[ 31 ]海岸線の等圧変形の例として、ソルトレイクシティ近郊のボンネビル海岸線の標高は5,203フィート（1,586メートル）であるが、グレートソルトレイクのアンテロープ島では同じ海岸線の標高は5,246フィート（1,599メートル）である。[ 2 ] [ 31 ]

化石、火山灰など

ボンネビル湖によって形成された湖岸線や堆積物などの豊富な地質学的特徴に加えて、化石化した魚の骨や鱗は、古湖の物理的・化学的特徴に関する情報を明らかにしています。[ 35 ]ボンネビル盆地に生息していた植物の花粉は、ボンネビル泥灰岩に豊富に含まれています。[ 30 ]ボンネビル湖の堆積物に含まれる無脊椎動物の化石には、軟体動物や貝形動物が含まれます。 [ 1 ] [ 36 ]また、絶滅した哺乳類の骨は、ボンネビル盆地の更新世の堆積物から見つかっています。[ 37 ]ボンネビル湖の堆積物に含まれる火山灰は、湖の相関関係を解明し、湖の歴史を解明するのに役立ちます。[ 38 ]ボンネビル湖の湖岸線、および地球上の他の古湖の湖岸線は、火星などの他の惑星の湖岸線の良い類似点です。[ 39 ]

参照

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