東南極楯状地
東南極と西南極の地図
図1. トランスアンターク山脈によって区切られた東南極と西南極の地図

東南極楯状地またはクラトンは、1020万平方キロメートル、つまり南極大陸の約73％を覆うクラトン状の岩体である。[ 1 ]この楯状地は、平均厚さ2200メートルだが場所によっては4700メートルに達する東南極氷床にほぼ完全に埋もれている。東南極は、ウェッデル海からロス海にかけて約3500キロメートルに広がる幅100～300キロメートルの南極横断山脈によって西南極から隔てられている。[ 2 ]東南極楯状地は、大陸内部の大半を占める広大な中央クラトン（モーソンクラトン）と、海岸沿いに露出しているその他のさまざまな辺縁クラトンに分かれている。

背景

青い線は、過去5億5000万年間に東南極楯状地が移動した軌跡を表しています。赤い数字は時間（百万年前）を示し、黄色の点は南極を表しています。

過去10億年の間に、東南極大陸は熱帯（亜熱帯）の南緯から現在の位置まで移動し、東南極楯状地全体が南極圏の南に位置している。[ 2 ]過去7500万年間、比較的動きがなかったにもかかわらず、東南極楯状地は超大陸、ロディニア、ゴンドワナ、パンゲアの合体と分離の過程で周囲のプレートの配置と動きに重要な役割を果たしてきた。楯状地の表面は氷で覆われ直接アクセスできないため、その地殻変動の歴史に関する情報は主に地震探査とコアサンプルのデータから得られている。地質学者はこのデータを使って、存在する岩石の種類を特定し、放射性年代測定法を使って岩石の年代を測定し、同位体比から気候の歴史を解明し、さまざまな磁気特性に基づいて楯状地の動きを追跡している。残念ながら、基盤岩から直接データを収集できる場所はわずかしかなく、そのような場所でも、中央クラトンの露出部分は、後期新原生代からカンブリア紀の高変成期の再活動、カンブリア紀のテクトニクスによるさまざまなオーバープリント、より新しいメタ堆積物の存在などの要因により、誤解を招く可能性があります。[ 2 ]しかし、東南極楯状地には、さまざまな程度に変形および変成され、構造運動と後運動の花崗岩が貫入した火成岩と堆積岩からなる先カンブリア紀からオルドビス紀の基盤があることがわかっています。[ 3 ]基盤は、変形していないデボン紀からジュラ紀の堆積物で部分的に覆われ、ジュラ紀のソレアイト質の深成岩と火山岩が貫入しています。[ 1 ]楯状地の構造的特徴と組成に関する知識は、地殻変動史の構築につながる。東南極楯状地の地質学に関する従来のモデルは、典型的には3段階の地殻変動史を想定する。その段階は以下の通りである。

超大陸との相互作用

ロディニア: 1100～7.50億年前

東南極は、先カンブリア代とカンブリア代に融合した始生代と原生代-カンブリア代の地塊から構成されています。[ 4 ] [ 5 ]超大陸ロディニアの時代には、西オーストラリアと東南極は、1350 Ma～1260 Maと1210 Ma～1140 Maに発生した2段階のアルバニー・フレーザー・ウィルクス造山帯、およびより古いモーソン・クラトンによって結ばれていました。[ 6 ]ロディニアは1100 Ma～1000 Maの間に形成されたと推定されています。 [ 2 ]この時期には、コーツランドから東南極のウィンドミル諸島にかけて地殻変動が起こりました。これは、東南極楯状地の海岸線に沿って、中原生代後期から新原生代前期にかけて連続した変動帯が存在した証拠とみなされました。[ 7 ]このグレンヴィル時代の帯は、一般的にウェゲナー・モーソン変動帯、あるいは環東南極変動帯と呼ばれ、かつて隣接していた大陸まで延長されている。モード地域は、南アフリカのナマクア・ナタール地域と相関している。レイナー・コンプレックスとプリンスチャールズ山脈北部の岩石は、インドの東ガーツ山脈の延長である。最後に、バンガー・ヒルズ-ウィンドミル諸島の関係は、西オーストラリアのアルバニー・フレーザー造山帯の関係と密接に対応している。[ 3 ] [ 7 ]このグレンヴィル時代のテクトニズムの領域は、中央南極 - 南オーストラリア・クラトン（モーソン大陸）と南アフリカ、インド、西オーストラリアの大部分を構成する辺縁クラトンとの間の縫合線として解釈されている。[ 3 ]このテクトニズムは9億年まで続き、7億5000万年前までに超大陸ロディニアは分裂し始めた。この破裂は西ローレンシアと西オーストラリア・東南極の間の赤道海盆が開いたことにより生じた可能性がある。[ 2 ]

ゴンドワナ: 5億5000万～3億2000万年前

ゴンドワナ大陸時代の大陸の配置。汎アフリカ造山運動、リュツォ・ホルム帯、そして東南極楯状地と周囲のプレートの相互作用によって生じたその他多くの地形の位置。

その後ゴンドワナ大陸が出現した。東ゴンドワナ大陸と西ゴンドワナ大陸の融合は、モザンビーク海が閉じたことで起こった。この衝突は7億年から5億年の間に起こり、東アフリカ造山運動をもたらした。[ 8 ]長期にわたる汎アフリカ造山運動期は、地球の歴史の中でも最も壮大な山脈形成期の1つであった。ゴンドワナ大陸は、アフリカ全土、マダガスカル、セイシェル、アラビア、インド、東南極大陸、および南アメリカとオーストラリアの大部分を包含していた。[ 2 ]カンブリア紀後期には、ゴンドワナ大陸は極地（北西アフリカ）から亜熱帯の南緯まで広がり、東南極大陸は赤道付近に広がっていた。東南極楯状地を安定化させた汎アフリカ造山運動は、主に2つの地域で起こった。南アフリカとインドとの衝突によって形成されたシャクルトン山脈と、南極横断山脈（ロス造山運動）に沿った広い地域。[ 2 ]

ロス造山帯は、新原生代からカンブリア紀の堆積物が変形した層から構成されています。[ 9 ]これらの堆積物は、東南極楯状地から北アメリカがリフト移動した際に発達したと考えられる非活動的な縁辺に堆積し、その後、低～中程度の変形と変成を受け、テクトニック作用およびテクトニック後の花崗岩類に貫入されました。[ 3 ]深成作用と変成作用は約5億5000万年前に始まり、変成作用のピークは5億4000万～5億3500万年前に起こりました。[ 10 ]この時点で、東南極にさらに2つの高変成カンブリア紀変動帯、リュッツォ・ホルム帯とプリッツ帯が形成されました。5億5000万年から5億1500万年前まで、この2つの帯のテクトニズムはほぼ同期しており、両方の帯には後期中原生代から前期新原生代にかけてのグレンヴィル時代の火成岩と変成岩が重なっている。リュツォ・ホルム帯はグレンヴィル時代のモード地区とレイナー地区を分けており、東アフリカからシャクルトン山脈まで広がる東アフリカ造山運動の最南端のセグメントである。[ 3 ]海洋閉鎖の証拠は東アフリカ造山帯で十分に文書化されており、シャクルトン山脈でのオフィオライト物質の産出によって裏付けられている。[ 11 ]リュツォ・ホルム帯に沿った海洋閉鎖のさらなる証拠は、推定縫合線の両側のモード地区とレイナー地区におけるグレンヴィル時代のテクトニズムの年代が異なることによって提供される。リュッツォ・ホルム帯とプリッツ帯の活動のピークは5億3000万年前であったが、2つのほぼ同時の衝突の可能性を無視することはできず、東南極はカンブリア紀まで結合しなかった3つの主要な地殻の破片で構成されていることを意味する。[ 12 ]

パンゲア：3億2000万～1億6000万年前

パンゲアの裂け目のアニメーション

3億2000万年前以降、ゴンドワナ大陸、ローラシア大陸、および介在する大陸が合体して超大陸パンゲアを形成した。[ 2 ]パンゲアの主な合体は石炭紀に起こったが、後期古生代から前期中生代にかけて大陸が加わったり離れたりし続けた。[ 13 ]パンゲアはジュラ紀に破壊されたが、その前には南アフリカのカルー洪水玄武岩と関連する岩脈群、東南極のフェラー地区などを含む広範囲にわたるマグマ活動が起こり、それと関連していた。[ 14 ]

ポストパンゲア：1億6000万年前～現在

ジュラ紀後期から白亜紀前期にかけて、東南極楯状地はアフリカや南米よりも速い速度で南下し、ウェッデル海、リーサー・ラルセン海、モザンビーク、ソマリア海盆のゴンドワナ大陸の2つのサブブロックの間で海底拡大が起こった。 [ 2 ]海底拡大が始まる1億4700万年前後には、ウェッデル海南部で長期にわたる伸張とリフト運動が起こった。 [ 15 ]白亜紀中期には、海底拡大はリーサー・ラルセン海から東南極とインドの間のエンダービー海盆まで東向きに広がった。[ 16 ] 5000万年前、オーストラリアプレートの急速な北方への漂流が始まったことで、東南極楯状地の海洋地殻が急速に付加された。[ 17 ]西オーストラリアと東南極大陸の間の相対的な伸張は白亜紀後期から第三紀前期にかけて始まったが、この二つのプレート間の海洋地殻はロス海のアデア・トラフで4500万年から3000万年前の間に形成されたに過ぎない。[ 18 ]

参照

参考文献

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