ヘルズベルズ（洞窟群）
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エル・サポテ
暗い洞窟の天井からぶら下がっている白い鐘のような構造物
エル・サポテ・セノーテのヘルズ・ベルズ
エル・サポテの位置を示す地図
エル・サポテの位置を示す地図
座標北緯20度51分28秒 西経87度07分36秒 / 北緯20.85778度、西経87.12667度 / 20.85778; -87.12667[1]
深さ54メートル（177フィート）

ヘルズベルは、長さ2メートル（6フィート7インチ）に達することもある、中空の鐘型または円錐型の炭酸塩構造物です。メキシコ、ユカタン半島のキンタナ・ロー州にあるエル・サポテ・セノーテの水中で発見されています。同様の構造物は他の洞窟にも存在します。ある一定の水深範囲では、このような構造物が洞窟の表面全体を覆い、水中に沈んだ木の幹や他のヘルズベルも覆いますが、互いに接触することはありません。

ヘルズベルは、洞窟内の水、洞窟内に生息する微生物、そしてヘルズベルの表面との間の複雑な相互作用によって形成されたと考えられる鍾乳石です。その名前は、その形状と環境、そして同名の歌に由来しています。

名前

この名前は、岩の形状[ 1 ]と、岩が見つかる場所が暗く有毒な環境であること[ 2 ] 、そしてAC/DCの楽曲「ヘルズ・ベルズ」にちなんで、洞窟ダイバーによって提案されました。[ 1 ]スペイン語ではカンパナス・デル・インフィエルノと呼ばれています。[ 3 ]別名は、松ぼっくりのような形をしていることによるピニャス・デ・ユカタンです。 [ 4 ]

外観とサイト

ヘルズベルは、水深29～35メートル（95～115フィート）の海底で発見され、円錐状の中空突起で、ベル、ランプシェード、舌状突起、トランペット、またはトランクのような形状をしており、表面から垂れ下がり[ 5 ]、下に向かって円錐[ 6 ]またはベルのように広がっています[ 7 ] 。これらは洞窟の表面全体を覆い、大型の標本や樹幹も含まれています。入れ子構造になっているものも一般的ですが、付着点から離れた場所では、隣接する表面とは常にある程度の隔たりがあります[ 5 ] 。表面は、粒状、瘤状、突起、膿疱、隆起などの凹凸で覆われており、空気にさらされることで生じた流石で覆われることもあります。一般的に滑らかではありません[ 8 ] 。これらの構造物の中には「バブルトレイル」と呼ばれるものがあります。これは、二酸化炭素の泡によって石灰岩に刻まれた溝または割れ目です[ 9 ] 。

ヘルズベルは通常、楕円形または円形で、下面は完全に水平で、通常は横方向の隙間があり、馬蹄形の輪郭を形成します。この隙間は常に洞窟の壁に面しており[ 10 ]、一般的にベルは障害物から離れて成長する傾向があります。ベルが開く角度は、通常、全長にわたって同じです。[ 11 ]ヘルズベルは大きく、長さは2メートル（6フィート7インチ）を超え、幅は0.8メートル（2フィート7インチ）に達することもあり[ 5 ] 、壁の厚さは最大3センチメートル（1.2インチ）です[ 10 ] 。木の幹に形成されたベルはより小さく、バルコニーやコンソールに似た形をしています。[ 8 ]横断面では、ベルは層状になっており、白から黄色、茶色の層があり、その一部は長さ1センチメートル（0.39インチ）に達する刃状の方解石結晶で、一部は非結晶層でできています。[ 8 ]酸化マンガンは、浅い標本に茶色の層を形成します。[ 12 ]

ヘルズベルは、もともとエルサポテ陥没穴（セノーテ）で発見されました。セノーテは、深さ54メートル（177フィート）の水で満たされたボトル型[ 1 ]または砂時計型の洞窟で[ 13 ] 、より具体的には幅60～100メートル（200～330フィート）の洞窟です。[ 14 ]洞窟の底には瓦礫の山があり、激しい雨が沈没穴に物質を押し流す可能性があり、長さ最大8メートル（26フィート）の木の幹[ 1 ]や、沈没穴の底を覆う葉やその他の植物の残骸が含まれます。 [ 15 ]実際の沈没穴まで地表まで伸びる縦坑は、そこで幅約8.7×10.8メートル（29×35フィート）で、水没した洞窟の幅は100メートル（330フィート）を超えます。[ 1 ]洞窟の深部では水の流れは確認できない。[ 15 ]エル・サポテのような陥没穴は広い地域でよく見られ、洞窟の崩壊によって形成される。[ 16 ]同様の鐘は、スコラック、マラビラ、トルトゥガスなど、この地域の他のセノーテでも発見されている。[ 4 ]

ヘルズベルを調査するダイバー

その存在は地元の洞窟ダイビングコミュニティでは古くから知られており、[ 1 ]エルサポテにはビジターセンターがあり、洞窟の底から採取された全長1.8メートル（5.9フィート）の標本が展示されています。 [ 10 ]ヘルズベルは、ハイデルベルク大学のヴォルフガング・シュティネスベック氏によって研究されました[ 6 ]。彼は洞窟で人類文明の痕跡を調査しており[ 7 ]、ヘルズベルに関する最初の学術論文を執筆しました[ 6 ] 。

位置

エル・サポテとヘルズ・ベルズはメキシコ南東部[ 1 ]、キンタナ・ロー州[ 17 ]に位置し、プエルト・モレロスの西26 キロメートル (16 マイル) [ 16 ] 、カンクンの南 36 キロメートル (22 マイル) に位置している。陥没穴はメキシコ連邦国道 180 号とメキシコ連邦国道 307 号を結ぶ道路から約 10 キロメートル (6.2 マイル) のところにある。エル・サポテはユカタン半島にあり、世界最大級のカルスト洞窟群[ 1 ]があり、キンタナ・ロー州だけで 370 の洞窟がある。これらの洞窟の総延長はおそらく 7,000 キロメートル (4,300 マイル) を超え、個々の洞窟群の長さは 350 キロメートル (220 マイル) を超えるものもある。[ 16 ]

形成プロセス

洞窟内の炭酸塩鉱床（炭酸塩鍾乳石）は、通常、蒸発や水から抜け出た二酸化炭素によって方解石が飽和状態になり、[ 18 ]それが沈殿して鉱床を形成することで形成されるようです。[ 2 ]しかし、水中の炭酸塩鉱床も知られており、生物学的プロセス[ 18 ]や物理化学的プロセスによって形成される可能性があります。[ 2 ]ヘルズベルは空気にさらされた形跡がほとんどなく、洞窟内の水位は常にヘルズベルが形成された深さを超えていたように見えるため、この水中タイプに属しているようです。[ 19 ]

近隣の陥没穴にもヘルズベルに似た構造物が存在するが、エルサポテのものよりは規模が小さく、ユカタン半島の他の洞窟群[ 20 ]や世界の他の地域[ 6 ]にも同様の構造物は見当たらない。他の地域に存在しない理由は不明である[ 20 ]が、その形成には特殊な水文学的条件が必要である可能性が高い。[ 21 ]ヘルズベルが属するいわゆる「フォリア」炭酸塩鉱床[ 22 ]は世界中に広く分布している[ 23 ] 。

ヘルズベルの発達は、半球形の芽の形で始まるようで、それが下に向かって円錐状に成長し始め、長さ3～4センチメートル（1.2～1.6インチ）、幅4センチメートル（1.6インチ）に達すると、内側の方解石の蓄積が止まり、中空の円錐形になります。[ 5 ]ベルの成長は不安定で、減速と停止が急速な成長と交互に見られましたが[ 24 ]、全体的には安定した環境でした[ 2 ] 。環境では、水流がないため、水中を介した化学物質の輸送は主に拡散によるものでした。 [ 25 ] ヘルズベルの標本の放射年代測定によると、ヘルズベルは5,200年以上前に始まった中期および後期完新世に成長したことを示しています[ 19 ]。現在まで続いており[ 26 ]、当時すでに洞窟は水没していました。[ 7 ]

濁った水の層の上にあるヘルズベル

ユカタンの洞窟群は、部分的に海水由来の塩分を含んだ地下水と降水による淡水が水没しており、淡水と海水は混合層（塩分躍層）によって隔てられている。セノーテと呼ばれる陥没穴が洞窟群を大気と繋いでおり、古いセノーテには濁ったよどんだ水があり、酸素に富む層と酸素に乏しい層があることが多い。[ 1 ]エル・サポテもその一つで、ここでは酸素含有量が塩分躍層で無酸素状態まで低下し[ 27 ]るが、淡水層には酸素が含まれる。 [ 28 ]海水層には[ 27 ]酸素が含まれる場合と含まれない場合がある。[ 29 ]エル・サポテでは、ヘルズ・ベルは塩分躍層とその上の淡水層の境界で発達しており、方解石が溶解していると思われる水柱の他の場所では見られない[ 5 ]。ヘルズ・ベルの下方への成長は、塩分躍層によって制限されている。[ 20 ]これらが発達する水柱の領域は、微生物の硫酸塩と硝酸塩の代謝によって生成される酸化還元境界[ 30 ]の存在と一致しているように見えます[ 31 ]この境界は、降水量の変動（ハリケーンなど）とそれに伴うエルサポテへの水供給の変化に応じて上下に移動します。[ 32 ]このゆっくりとした下降段階がヘルズベルの成長を誘発する可能性があります。[ 33 ]ヘルズベルの形成に対応する化学的特徴を特定することは、水文地球化学データの不足により困難になっています。[ 34 ]

生物学と起源

エル・サポテとヘルズベルの構造には、古細菌や細菌、化学栄養性、従属栄養性、混合栄養性の種を含む多様な微生物生態系が含まれています。微生物は水素、様々な窒素化合物、酸素、そして様々な硫黄化合物を代謝します。[ 28 ]これらの微生物の代謝は、二酸化炭素を消費し、硫黄と窒素の酸化還元反応の影響下で窒素をアルカリ性から酸性、そして中性へと代謝することで方解石の堆積を促進し、[ 35 ]ヘルズベルの成長に影響を与え、ヘルズベルの表面にバイオフィルムを形成し、[ 33 ]カルシウムを濃縮できる有機ポリマーを生成します。[ 37 ]

ヘルズベルは生物起源である可能性がある。微生物の活動が、淡水ストロマトライトに似た堆積物の層状構造を生成している可能性がある。このような方解石の堆積物を生物活動と決定的に結び付けることは困難である。[ 35 ]酸素を含んだ水の層での硫黄化合物の酸化により水層が酸性化し、ヘルズベルの成長が止まる可能性がある。 [ 24 ]また、溶解した方解石が近隣のベルによって消費されることで、ヘルズベルが障害物から離れて成長する理由も説明できるかもしれない。[ 35 ]しかし、ヘルズベルの形成プロセスは推測の域を出ず、 [ 2 ]非生物学的メカニズムが大部分である可能性もある。[ 33 ]二酸化炭素を含んだ上昇気泡による石灰岩の浸食と、その結果生じたカルシウム飽和水からの石灰岩の沈殿が、別のプロセスとして提案されている。この理論によれば、石灰岩は何らかの障害物の下に閉じ込められた泡の端に沈殿し、ヘルズベルの発達を開始する。[ 26 ]塩分躍層の変動は石灰岩を化学的に変化させ、さらなる石灰岩の沈殿のための基質を生成する。[ 38 ]

ヘルズベルの成長は水の層構造によって大きく制約されているため、その深度と成長履歴は塩分躍層の位置を推測するのに利用でき、ひいては過去の降水量を反映する。これは過去の気候を推測するのにも利用できる可能性がある。さらに、ヘルズベルの暗く水中に沈んだ生態系は、電離放射線と紫外線が生命の発達を制限していた初期の地球の環境とのアナロジーとして利用できる可能性がある。[ 20 ]

エル・サポテ・セノーテは、地上性ナマケモノ属シバルバオニクスが初めて発見された場所でもあります。新第三紀の地上性ナマケモノは、中央アメリカの化石にほとんど記録されていない、多様なアメリカの大型動物群でした。[ 17 ]この動物標本の残骸は、陥没穴の底で発見されました。[ 16 ]

参考文献

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出典

さらに読む

ウィキメディア・コモンズには、ヘルズ・ベルズに関連するメディアがあります。
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