デカントラップ

インドの地質図。デカン高原が青紫色で示されている。
マハラシュトラ州マセランの西ガーツ山脈
デカン高原の斜め衛星画像
デカン高原の地図[ 1 ]

デカン・トラップは、インド中西部（北緯17～24度、東経73～74度）に広がる広大な火成岩地域である。地球上で最大級の火山性地形の一つであり、巨大な盾状火山を形成している。[ 2 ]デカン・トラップは、厚さ約2キロメートル（1.2マイル）を超える多数の固化した洪水玄武岩層から構成され、その面積は約50万平方キロメートル（20万平方マイル）に及び、[ 3 ]体積は約100万立方キロメートル（20万立方マイル）に及ぶ。[ 4 ]元々、デカン・トラップは約150万平方キロメートル（60万平方マイル）に及んでいたと考えられており、[ 5 ]それに応じて、当初の体積もより大きかった。この岩塊は始生代インド楯状地の上に広がっており、おそらくこの岩相はこの地域が噴火の際に通過した岩相であると考えられます。この地域は一般的に、デカン高原、マールワー高原、マンドラ・ローブ、サウラシュトラン高原の4つの小地域に区分されます。[ 6 ]

噴火は、白亜紀-古第三紀の境界にまたがる約6630万年前から6560万年前までの60万～80万年間にわたって発生しました。一部の研究者は当初、この噴火がほぼ同時期に起こった白亜紀-古第三紀の大量絶滅の主原因であると示唆していましたが、 [ 7 ]この説は、現在では絶滅の主原因であると考えられているチクシュルーブ衝突の研究の結果、否定されました。 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]一部の学者は、噴火が寄与した可能性があると主張し続けていますが、現在ではデカン高原の噴火はせいぜい小さな役割しか果たしていなかったか、衝突の影響を部分的に打ち消した可能性があると一般に認められています。[ 9 ] [ 10 ]

デカン高原の大部分は、現在も活動を続けるレユニオンホットスポットによって形成されたと考えられており、インド洋の現在のマスカリン諸島の形成に寄与した。 [ 12 ]

語源

地質学では、1785年から1795年にかけて、このような岩石層を指す用語として「トラップ」が使われてきました。これはスウェーデン語で「階段」を意味する「trap」に由来し、この地域の景観を形成する階段状の丘陵を指しています。[ 13 ]デカンという名称はサンスクリット語に由来し、「南」を意味します。[ 6 ]

歴史

アジャンタ石窟群のデカン・トラップ

デカン・トラップは6625 万年前の白亜紀末に形成され始めましたが[ 5 ]、最古の物質の一部がより新しい物質の下にある可能性があります。[ 2 ] [ 6 ]火山噴火の大半は西ガーツ山脈で6600万年から6500万年前に発生し、溶岩が割れ目噴火で噴出を開始しました。[ 14 ]デカン岩の正確な年代を決定することは、多くの制限のために困難です。その1つは、噴火イベント間の移行は数千年しか続かなかった可能性があり、年代測定法の解像度がこれらのイベントを正確に特定するのに十分ではないことです。このように、マグマの定置速度を決定することも困難です。[ 2 ]この一連の噴火は3万年未満続いた可能性があります。[ 15 ]

溶岩流が最初に覆った面積は、150万km 2 (0.58百万平方マイル)と推定されており、これは現代のインドの約半分の面積に相当します。デカン・トラップ地域は侵食とプレートテクトニクスによって現在の面積まで縮小しました。現在、直接観測可能な溶岩流の面積は約50万km 2 (20万平方マイル) です。

デカン・トラップは、上部トラップ、中部トラップ、下部トラップの3つの地層単位に区分されます。以前は、これらのグループがデカン上昇の一連の出来事におけるそれぞれの重要なポイントを表していると解釈されていましたが、現在では、これらの層準は古地形と噴火地点からの距離に密接に関連しているという見方が広く受け入れられています。[ 6 ]

大量絶滅と気候への影響

トラップ形成中に放出された火山ガス、特に二酸化硫黄は、気候変動の一因となった可能性がある。この期間中、平均気温が約2℃（3.6℉）低下したことが記録されている。[ 16 ]

その規模の大きさから、一部の科学者（特にゲルタ・ケラー）は、デカン・トラップの形成中に放出されたガスが白亜紀-古第三紀（K-Pg）絶滅イベント（白亜紀-第三紀またはK-T絶滅としても知られる）に大きな役割を果たしたと推測している。[ 17 ]トラップの形成によって放出された硫黄を含む火山ガスと有毒ガスの排出による急激な寒冷化が、K-Pg大量絶滅に大きく寄与した可能性があるという理論が立てられている。[ 18 ]しかし、科学界で現在コンセンサスとなっているのは、絶滅の主な引き金は北米でのチクシュルーブ衝突イベントであり、このイベントにより太陽光を遮る塵の雲が発生し、多くの植物が死滅し、地球の気温が下がった（この寒冷化は衝突の冬と呼ばれる）と考えられている。[ 19

2014年の研究では、絶滅は火山活動と衝突イベントの両方によって引き起こされた可能性があることが示唆されました。[ 20 ] [ 21 ]これに続いて2015年にも同様の研究が行われ、どちらの研究でも、イベントがほぼ対蹠地で発生したため、衝突がデカンの火山活動を悪化させた、または誘発したという仮説が検討されています。[ 22 ] [ 23 ] 2020年の研究では、デカン・トラップが寄与要因であるという考えに疑問が投げかけられ、デカン・トラップの噴火が衝突によって引き起こされた気候変動を部分的にでも打ち消した可能性があることが示唆されました。[ 10 ]

デカン・トラップが絶滅の主原因であるという批判の主な理由は、絶滅がLIP原因の場合のように時差があるのではなく、衝突原因の場合のように地球規模で地質学的に瞬間的かつ海洋と陸上の環境で同時に起こっているように見えるという点である。[ 10 ]

しかし、最近の発見は、衝突のみによる破壊の範囲を示しているように思われる。2019年3月の米国科学アカデミー紀要の記事で、12人の科学者からなる国際チームが、ノースダコタ州ボーマン近郊で発見されたタニスの化石遺跡の内容を明らかにした。それは、チクシュルーブ衝突時に古代の湖とその住民が壊滅的な大量破壊を受けたことを示しているように思われる。論文の中で、研究チームは、遺跡の地質には化石化した木々や魚や他の動物の残骸が散らばっていると報告している。主任研究者であるカンザス大学のロバート・A・デパルマ氏は、ニューヨーク・タイムズ紙で「突き出ている死骸を見逃すのは目が悪いだろう…露頭を見れば見逃すことは不可能だ」と述べたと引用されている。この発見をチクシュルーブ衝突と関連付ける証拠としては、魚の化石の鰓や琥珀に埋め込まれた「チクシュルーブ衝突に関連する他のテクタイトに特有の化学的特徴」を持つテクタイト、この衝突のもう一つの特徴と考えられているイリジウムを豊富に含む表層、そして異例なほど腐食の痕跡が見られない（生存者が少なかったことを示唆している可能性もある）ことなどが挙げられます。遺跡の破壊の正確なメカニズムについては、衝突による津波か、衝突後の地震によって引き起こされた湖沼や河川の静穏化かのどちらかであると議論されてきましたが、研究者の間で確固たる結論は出ていません。[ 24 ] [ 25 ]

2024年に行われた化石泥炭中のグリセロールジアルキルグリセロールテトラエーテル濃度に関する研究では、デカン・トラップがマーストリヒチアン期の最後の10万年間に約3℃の長期的な温暖化を引き起こしたことが明らかになった。また、K-Pg境界（ポラドプル噴火期のピークと一致する）の約3万年前には、1万年未満の期間で約5℃の気温低下を引き起こした。しかし、K-Pg境界の時点では、地球の気温は以前の水準に戻っていた。これは、デカン・トラップが絶滅の主な原因ではなかったことを示唆している。[ 11 ]

岩石学

デカン高原はインドの地質図上で濃い紫色の点として示されている。
マハラシュトラ州ジャルガオン地区のデカントラップ玄武岩溶岩中の空洞に含まれるエピスティルバイトと方解石の結晶

デカン・トラップ内の溶岩の少なくとも95%はソレアイト質玄武岩である。[ 26 ]主要鉱物は、カンラン石、輝石、斜長石、そして特定のFe - Tiに富む酸化物である。これらのマグマのMgO含有量は7%未満である。しかし、これらの鉱物の多くは高度に変質した形態で観測されている。[ 2 ]その他の岩石としては、アルカリ玄武岩、ネフェリナイト、ランプロファイア、カーボナタイトなどがある。

マントル捕獲岩はカッチ（インド北西部）や西デカンの他の地域から発見されており、スピネルレルゾライトや輝石岩の成分を含んでいる。[ 2 ] [ 27 ]

デカン・トラップは3つの異なる地層グループを含む様々な方法で分類されていますが、地球化学的には11もの異なる層に分けられます。これらのユニットにおける岩石学的差異の多くは、地殻の汚染の程度の違いによって生じています。[ 2 ]

化石

白亜紀後期のデカン高原の古生物化石

デカン・トラップは、溶岩層の間に発見された化石層で有名です。特によく知られている種としては、インドの始新世に生息していたカエルのオキシグロッサス・プシルス（Owen）や、現代のカエルの初期系統で、現在オーストラリアのミオバトラキダエ科に分類されているハクサンガエルのインドバトラクスなどが挙げられます。[ 28 ] [ 29 ]インフラトラッペアン層（ラメタ層）とインタートラッペアン層にも、淡水軟体動物の化石が含まれています。[ 30 ]

形成理論

デカン・トラップの噴火は深部マントル・プルームと関連していたと仮定されている。噴火の主脈動の高い3 He / 4 He比は、マントル・プルーム起源のマグマでよく見られる。[ 31 ]長期噴火域（ホットスポット）はレユニオン・ホットスポットとして知られ、デカン・トラップの噴火を引き起こしただけでなく、マスカリン高原とインドを隔てていたリフトを開いた疑いがある。広域的な地殻の薄化はこのリフト・イベントの理論を裏付け、この地域のプルームの上昇を促進した可能性が高い。[ 6 ]その後、インド・プレートとアフリカ・プレートの境界での海底拡大によってインドはプルームの北上に押し上げられ、現在はインド南西部のインド洋に浮かぶレユニオン島の下に位置している。しかし、マントル・プルーム・モデルには異論もある。[ 32 ]

プルームモデルを支持するデータが次々と現れている。インドプレートの運動とデカン高原の噴火史は強い相関関係を示している。海洋磁気プロファイルのデータに基づくと、異常に急速なプレート運動の波動は、6700万年前とされるデカン高原洪水玄武岩の最初の噴出と同時に始まった。拡大速度は急速に増加し、玄武岩噴火のピーク時に最大に達した。その後、拡大速度は低下し、6300万年前頃に減少に転じ、この時点でデカン高原火山活動の主要期は終焉を迎えた。この相関関係はプルームの力学によって引き起こされたと考えられている。[ 33 ]

インドプレートとアフリカプレートの動きも連動していることが示されており、共通点はレユニオン火山の噴煙頭の位置に対するこれらのプレートの位置である。インドプレートの動きが加速し始めた時期は、アフリカの反時計回りの自転速度が大幅に減速した時期と一致している。プレートの動きの密接な相関関係は、両プレートの動きがレユニオン火山の噴煙の力によって駆動されたことを示唆している。[ 33 ]

デカン高原のNa8、 Fe8 、 Si8含有量を他の主要な火成岩地域と比較すると、デカン高原は最も大きな溶融を経験したと見られ、深部プルーム起源を示唆している。オリビンはモホ面付近の深度で分別され、さらに地表下約 6 km で斑れい岩が分別されているように見える。 [ 2 ]広範囲にわたる断層運動、頻繁な岩脈形成、高い熱流束、正の重力異常などの特徴は、デカン高原の噴出期が、後期白亜紀に深部マントルプルームによって引き起こされた三重点の存在と関連していることを示唆している。これらの岩脈形成のすべてが、全体の流量に大きく寄与しているわけではない。しかし、最大の岩脈は西海岸側に位置することが多く、そのため現在は海面下にあると考えられているため、その位置を特定するのは困難な場合がある。[ 6 ]

恐竜の絶滅を引き起こした可能性があるデカン高原の噴火のイラスト

チクシュルーブ・クレーター

デカン高原は衝突よりかなり前から噴火を始めていたが、2015年の研究ではアルゴン-アルゴン年代測定に基づき、衝突によってマグマの浸透性が高まり、マグマが地表に到達して最大量の噴出（体積の約70%を占める）が発生した可能性があると提唱された。[ 34 ]小惑星の衝突とそれに伴う噴出量の増加が、白亜紀と古第三紀を分けるK-Pg境界に発生した大量絶滅の原因となった可能性がある。[ 35 ] [ 36 ]しかし、この提唱は他の著者によって疑問視されており、「表面的で表面的な観察に基づく都合の良い解釈」であると主張している。[ 37 ]

シヴァクレーター

インド西海岸沖の海底に存在する地質構造は、衝突クレーターの可能性が示唆されており、この文脈ではシヴァ・クレーターと呼ばれています。このクレーターは約6600万年前のものと推定されており、デカン・トラップと一致する可能性があります。このクレーターが衝突クレーターであると主張する研究者たちは、この衝突がデカン・トラップの形成を誘発しただけでなく、古第三紀初期におけるインドプレートの加速にも寄与した可能性があると示唆しています。 [ 38 ]しかし、地球科学界における現在のコンセンサスは、このクレーターが実際に衝突クレーターである可能性は低いというものです。[ 39 ] [ 40 ]

参照

参考文献

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北緯18度51分 東経73度43分 / 北緯18.850度、東経73.717度 / 18.850; 73.717

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