ヨセミテ地域の露出した地質は、主に 花崗岩で、一部はより古い変成岩を含んでいます。最初の岩石は先カンブリア時代に堆積しました。当時、ヨセミテ国立公園周辺の地域は非常に若い北米大陸の端に位置していました。この地域を形成した堆積物は、まず浅い海の水域に沈殿し、中期古生代に沈み込み帯からの圧縮力によって海底の岩石と堆積物が融合し、大陸に付加されました。沈み込み帯で発生した熱によって島弧状の火山が形成され、それらも公園地域に押し寄せました。時が経つにつれ、この地域の火成岩と堆積岩は大きく変成を受けました。
現在公園内に露出している岩石の大部分は花崗岩で、2億1000万年から8000万年前に地表から6マイル（10キロメートル）下の火成岩ダイアピルとして形成されました。時が経つにつれ、その上にある岩石の大部分はシエラネバダ山脈の残りの部分と共に隆起し、侵食によってこの地域から除去されました。これにより、花崗岩ははるかに低い圧力にさらされ、さらに剥離や岩塊崩壊といった形で侵食を受けました。
約300万年前から始まった一連の氷河期は、侵食を加速させることでこの地域をさらに変化させました。その間、大規模な氷河が定期的に谷や峡谷を埋め尽くしました。この地域では約1万2000年前に最終氷期が終了して以来、地滑りと河川侵食が主な侵食要因となっています。
露出した岩石の形成
パッシブマージンからアクティブマージンへ
先カンブリア時代から古生代初期にかけて、この公園地域は非活動的な大陸棚（現在のアメリカ合衆国東海岸に相当）にまたがっていました。大陸起源の堆積物が浅瀬に堆積しました。こうして形成された石灰岩、砂岩、頁岩は、その後、大理石、珪岩、粘板岩へと変成作用を受けました。これらの岩石は現在、公園の北部と中央部に点在する孤立した岩塊として露出しています（エミグラント・ウィルダネスのスノーレイク・ペンダントがその好例です）。
中期古生代から初期中生代にかけて、収束型のプレート境界が、多くの海底堆積物を公園地域に運び込んだ（おそらくアントラー造山運動の時期）。沈み込みによって発生した熱により、後期デボン紀からペルム紀の間に、ローレンシア（原北アメリカ）西海岸に島弧の火山が形成されました。これらの岩石は中期三畳紀までに原北アメリカに取り込まれ、その一部は公園地域にたどり着きました。これらの火成岩と堆積岩のほとんどは、その後、激しく変成し、隆起し、浸食されました。その結果生じたシューフライ岩体（片岩と片麻岩でできた）と新しいカラベラス岩体（塩基性包有物を含む頁岩、シルト岩、チャートの混合物）の露頭が現在、公園の西側で見られます。
ジュラ紀後期の火山活動は、シエラネバダ・バソリス形成の初期段階に関連するマグマ活動によって、これらの岩石を侵食し、覆いました。これらの岩石の95%は、隆起と加速による侵食によって最終的に除去されました。残りの岩石の大部分は、東部変成帯に「ルーフペンダント」として露出しています。ダナ山とギブス山は、これらの変成火山岩で形成されています。ヨセミテ国立公園で露出している岩石のうち、変成岩はわずか5%です。[1]
プルトンの定置
広域深成活動の第一段階は、2億1000万年前の三畳紀後期に始まり、ジュラ紀を通じて約1億5000万年前まで続きました。また、1億5000万年前から、北アメリカプレートの西方移動速度が増加し始めました。その結果生じた造山運動は、地質学者によってネバダ造山運動と呼ばれています。その結果形成されたネバダ山脈（祖先シエラネバダ山脈とも呼ばれる）は、標高15,000フィート（4500メートル）で、海底とメランジュの層で構成されていました。
これらの岩石は後に変成作用を受け、今日ではカリフォルニア州マザーロード・カントリーの金含有変成帯で見ることができます。公園内では、これらの岩石はマーセド川と州道140号線沿いに露出しています。これはシエラネバダ・バソリスの形成に直接関与しており、形成された岩石は主に花崗岩質で、地表から約6マイル（10キロメートル）下に堆積しました。
第二の主要なプルトン堆積期は、白亜紀の約1億2000万年前から8000万年前まで続きました。これはセビア造山運動の一部でした。公園内では合計50以上のプルトンが発見されています。数キロメートルに及ぶ物質が浸食され、2500万年前までにネバダ山脈は高さ数百フィート（数十メートル）の長い丘陵地帯となりました。
新生代の活動
火山活動
2000万年前から500万年前まで、カスケード山脈の火山群（現在は死火山）が噴火し、この地域に大量の火成岩をもたらしました。これらの火成岩はヨセミテ地域の北側を覆い尽くしました。この活動に伴う溶岩の一部はトゥオルミ・グランドキャニオンに流れ込み、リトルデビルズ・ポストパイル（近くのデビルズ・ポストパイル国定公園にある柱状玄武岩の柵の、より小規模ながらもはるかに古い形態）を形成しました。
新生代後期には、公園区域の東側で大規模な火山活動が起こりました。ヨセミテ地域では、トゥオルミ・グランドキャニオンの北側では安山岩質の溶岩流とラハールが流れ、ダナ山の山腹の断層からは岩脈や火山栓が形成されました。また、3000万年前にはヨセミテ地域の北部を大量の流紋岩質の火山灰が覆っていたという証拠もあります。この火山灰堆積物とそれ以降の火山灰堆積物は、ほぼ完全に侵食され消失しました（特に氷河期）。
現在の公園境界線の東、モノ湖とロングバレー地域では、500万年前から火山活動が続いていました。最も重要な活動は、約70万年前に形成されたロングバレーカルデラで、1980年のセントヘレンズ山の噴火の約600倍の量の火山物質が噴出しました。最も最近の活動は、4万年から600年前にかけての モノ・インヨクレーターの噴火です。
隆起と浸食
1000万年前、シエラ断層に沿った垂直運動により、シエラネバダ山脈が隆起し始めました。[2]その後のシエラブロックの傾斜と、その結果としてシエラネバダ山脈の隆起が加速し、西に流れる川の勾配が増加しました。その結果、川の流れが速くなり、谷をより速く削りました。支流はシエラ山脈とほぼ一直線に流れていたため、勾配の増加はありませんでした。そのため、谷の削り取り速度は大幅に影響を受けませんでした。その結果、支流が本流と合流する場所にハンギングバレーと滝が形成されました。主要な断層が東に発達し、特にベイスン・アンド・レンジに関連する伸張力によってオーエンズ渓谷が形成されたときに、さらなる隆起が起こりました。シエラネバダ山脈の隆起は、約200万年前の更新世に再び加速しました。しかし、ヨセミテ渓谷は、地質学者ジョサイア・ホイットニーが示唆したように、河川や断層によって形成された（グラベン谷を形成する）ものではありません。ヨセミテ渓谷は氷河によって形作られており、グラベン谷と混同されやすいのです。（グラベン谷の例としては、カリフォルニア州のデスバレーが挙げられます。）
隆起と侵食の激化により、この地域の花崗岩は地表圧力にさらされ、剥離（公園内に点在する多くの花崗岩ドームの丸みを帯びた形状の由来）と、固化した深成岩中の多数の破砕節理面（特に垂直方向の亀裂）に沿った岩塊の崩壊が起こりました。更新世の氷河はこのプロセスをさらに加速させ、より大きな氷河が谷底から 崖錐と漂礫土を運び去りました。
多数の垂直な節理面が、侵食がどこでどのくらい速く起こったかを制御していた。これらの長く線状の非常に深い亀裂のほとんどは北東または北西の方向に伸びており、平行で、多くの場合は一定の間隔で並んでいる。これらは隆起に伴う圧力の解放と、侵食による上部の岩石の除去によって形成された。たとえば、ヨセミテ渓谷の拡張の大部分は、節理によって制御された落石によるものであった。実際、渓谷拡張の10％と掘削の12％のみが氷河作用の結果であると考えられている。[3]比較的節理のない大きな花崗岩の塊は、ハーフドームなどのドームや、標高3,604フィート（1,098メートル）のエルキャピタンのような一枚岩を形成している。狭い間隔の節理は、ワシントン柱、カテドラル・スパイア、スプリット・ピナクルなどの柱、支柱、尖塔の形成につながる。
氷河期
約200万年から300万年前に始まった一連の氷河期は、氷の楔状化、氷河の剥ぎ取り、洗掘／磨耗、そして各氷河期の後退後の圧力解放によって、この地域の土砂崩れを加速させ、さらに変化を続けました。激しい氷河期は非常に大きな氷河を形成し、表土や崖錐を氷河谷の奥深くまで剥ぎ取り、運び去る傾向がありました。一方、それほど激しくない氷河期は、谷の奥深くに 大量の氷河ティルを堆積させました。
シエラネバダ山脈では、少なくとも4回の大規模な氷河期が発生しました。地元ではシャーウィン氷河（プレ・タホ氷河とも呼ばれる）、タホ氷河、テナヤ氷河、タイオガ氷河と呼ばれています。シャーウィン氷河は最大の氷河で、ヨセミテ渓谷をはじめとする渓谷を埋め尽くしましたが、その後の段階でははるかに小規模な氷河が形成されました。シャーウィン氷河は約30万年続いたと考えられており、約100万年前に終焉を迎えました。シャーウィン氷河期の氷河は、ヨセミテ渓谷をはじめとするこの地域の渓谷の大規模な掘削と形成にほぼ間違いなく寄与しました。
タホ氷河期、テナヤ氷河期、タイオガ氷河期はウィスコンシン氷河期の一部です。タホ氷河期は約7万年から13万年前に最大面積に達したと考えられていますが、より最近のテナヤ氷河期についてはほとんど分かっていません。また、最も最近の氷河期であるタイオガ氷河期は、約2万8千年前（放射性炭素年代測定による）に始まり、2万年から2万5千年前に最大面積に達し、約1万5千年前に終焉を迎えたという証拠もあります。約1万4200年から1万3100年前の間に、小規模な後期氷河期の再前進であるリセスピークイベントが発生し、最も高い圏谷で氷河が再形成されました。
その後、約3200年前まで、この山脈には氷河が見られなかったようですが、その頃、最も高い圏谷に小規模な氷河が再び出現しました。この再出現は、シエラネバダ山脈における新氷河期の始まりを記録しています。この山脈における新氷河期は、「小氷期」に最高潮に達しました。この用語はもともとフランソワ・E・マテスがシエラネバダ山脈で造語したものですが、現在では西暦1250年から1900年頃にかけての世界的な氷河拡大期を指すものとして広く受け入れられています。シエラネバダ山脈の小氷期に関連するモレーンは、マテス堆積物と呼ばれています。マテス堆積物は、ハイシエラの北向きの圏谷や現代の氷河の下によく見られ、典型的には新鮮で不安定で、しばしば氷床コアを含んでいます。マテスモレーンの好例は、パリセード氷河（この山脈で最大の氷河）、ヨセミテ国立公園南部のライエル氷河とマクルーア氷河、およびダナ山、クナピーク、コネス山、マッターホルンピークの下にあるより小さな氷河の下に見ることができます。
氷河システムは深さが 4,000 フィート (1,200 メートル) に達し、ヨセミテ地域に痕跡を残しました。ヨセミテ地域で最も長い氷河は、トゥオルミ川のグランドキャニオンを 60 マイル (95 キロメートル) にわたって流れ、ヘッチヘッチー渓谷をはるかに超えていました。マーセド氷河はヨセミテ渓谷から流れ出てマーセド川渓谷に流れ込んでいました。リーヴァイニング氷河はリーヴァイニング渓谷を削り、ラッセル湖(氷河期のモノ湖の大幅に拡大したバージョン) に注ぎ込んでいました。ダナ山やコネス山などの最高峰だけが氷河に覆われていませんでした。後退する氷河はしばしば後退モレーンを残し、ヨセミテ湖 (定期的にヨセミテ渓谷の底の大部分を覆う浅い湖) などの湖を堰き止めました。
公園内のいくつかのドームは氷河に覆われ、ロッシュ・ムートン（岩山）へと変化しました。ロッシュ・ムートンは、滑らかで丸みを帯びた側面と急峻な斜面が特徴です。丸みを帯びた側面は氷河がドームの上を流れた場所で、急峻な側面は氷河がドームから流れ去った場所です。この急峻さは、氷河が亀裂に沿って岩を削り取ることによって生じます。公園内の好例としては、リバティ・キャップ、レンバート・ドーム、マウント・ブロデリックなどが挙げられます。ハーフ・ドームは異なるプロセスで形成されましたが、やはり亀裂面における浸食が主な要因でした。
論争
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公園の地質学的景観の起源については、1865年以来議論が続いています。当時、カリフォルニア州の主任地質学者であったジョサイア・ホイットニーは、ヨセミテ渓谷は断層に囲まれた陥没した地塊である地溝であると提唱しました。ジョン・ミューアは、ヨセミテ渓谷とヘッチ・ヘッチー渓谷は純粋に氷河作用によって形成されたと提唱しました。1930年、フランソワ・E・マテスは、渓谷の深さの大部分は水による浸食によって削られ、残りの部分は氷河作用によって形成されたという、複合的な仮説を提唱しました。氷河作用は渓谷の幅を広げたとも主張されています。
最近では、ジェフリー・シャッファーがこの議論を再開し、氷河やその他の浸食プロセスの役割が大幅に誇張されていると主張しています。[4]シャッファーは、たとえば、標高 5600 フィート (1700 メートル) より上のヨセミテ渓谷は、過去 3000 万年間で比較的ほとんど変化していないと述べています。わずかに大きくなったことを除けば、時間を遡って見れば、主要な地形は現代の目にも認識できるでしょう。シャッファーは、多数の節理面が公園の主要な地形に最も大きな影響を与えたと考えています。これは、節理面に作用する巨大で非常に摩耗性の高い氷河と、過去 2、300 万年間の大幅な隆起が、地形を形成する主な力であったという一般的な見解と矛盾しています (このような急速な隆起はあらゆる種類の浸食を大幅に加速したはずです)。
参照
参考文献
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- ^ Kiver, Eugene P.; Harris, David V. (1999). Geology of US Parklands (5th ed.). New York: John Wiley & Sons. p. 218. ISBN 0-471-33218-6。
- ^ Jayko, AS (2009-10-18). 「カリフォルニア州シエラネバダ山脈の中新世-鮮新世における上層リトグラフ率」. 2009年ポートランドGSA会議. 2013年10月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年8月25日閲覧。
- ^ ワートナー、ジョージ (1994).ヨセミテ：ビジターズ・コンパニオン. スタックポール・ブックス. pp. 75-76. ISBN 0-8117-2598-7。
- ^ シャファー、ジェフリー・P. (1997). 『ヨセミテ渓谷とシエラネバダ山脈の地形進化：岩石の謎を解く』 バークレー：ウィルダネス・プレス. ISBN 0-89997-219-5。
- ハリス、アン・G.、タトル、エスター、タトル、シャーウッド・D. (1997). 『国立公園の地質学』（第5版）アイオワ州ケンドール：ハント出版. ISBN 0-7872-5353-7。
- シャファー、ジェフリー・P.（1999年）『ヨセミテ国立公園：ヨセミテとそのトレイルの自然史ガイド』バークレー：ウィルダネス・プレス、ISBN 0-89997-244-6。
外部リンク
- ヨセミテ渓谷の起源、第4章「カリフォルニアの氷河」、ビル・ガイトン著
- 国立公園の地質学：ヨセミテ国立公園の地質（USGSオンライン展示）
- ヨセミテ国立公園の地質学的物語（N・キング・フーバー博士著、USGS、1987年）USGS紀要1595。全文オンライン
- ヨセミテ国立公園の地質学的物語（1987年）N・キング・フーバー著
