南西インディアンリッジ
インド洋南西部と大西洋南東部の海底にある中央海嶺
地図
南西インド洋海嶺（白）と断裂帯（オレンジの濃淡）の南極海上におけるおおよその表面投影。地図をクリックすると拡大表示され、インタラクティブな詳細が表示されます。
アフリカプレート（またはヌビア・ソマリプレート）と南極プレートを隔てる南西インド洋海嶺（SWIR）は、大西洋からインド洋まで7,700 km（4,800マイル）にわたって伸びています。平均拡大速度は年間14～15 mm（0.55～0.59インチ/年）で、SWIRは地球上で最も拡大速度の遅い中央海嶺の一つです。多数の大きなトランスフォームオフセットを特徴とするSWIRの大部分は、高度に分断され、拡大方向に対して斜めになっています。[1]

南西インド洋海嶺 (SWIR)は、南西インド洋と南東大西洋の海底に沿って位置する中央海嶺です。SWIRは、北のソマリアプレートと南の南極プレートを分ける発散型プレート境界であり、非常にゆっくりとした拡大速度（北極のガッケル海嶺を上回る程度）と、インド洋のロドリゲス島（南緯20°30′ 東経70°00′ / 南緯20.500° 東経70.000° / -20.500; 70.000）と大西洋のブーベ島（南緯54°17′ 西経1°5′ / 南緯54.283° 西経1.083° / -54.283; -1.083）の2つの隣接する三重点の間での軸の急速な伸長が特徴である。[2]

地質学的背景

SWIRの地形図。白い点はホットスポット、破線は断層帯です。

拡散率

SWIRに沿った拡大速度は変動しており、磁気異常C6C（約2400万年前）において、緩やかな拡大速度（30mm/年）から極めて緩やかな拡大速度（15mm/年）への遷移が見られる。これは東経54度から67度の間で発生し、地球の中央海嶺系の中で最も深く、おそらく最も冷たく、最も融解の少ない部分である。拡大速度が約20mm/年を下回ると地殻の厚さは急速に減少し、SWIRでは海嶺軸の100km（62マイル）にわたって火山活動が見られない。[3]

SWIRは、大きな断面に沿って、拡大方向に対して斜めに走っており、典型的には約60°である。傾斜により海嶺長は長くなるがマントルの湧昇速度は低下するため、SWIRは低速海嶺と超低速海嶺の間の遷移的な構造を呈する。SWIRの低速拡大部には、トランスフォーム断層によって連結されたマグマセグメントが存在する一方、超低速部にはこのようなトランスフォーム断層はなく、マグマセグメントは非マグマトラフによって連結されている。[4]

拡散プレート境界

SWIRの拡大は遅いが、プレート境界は、はるかに遅いが、より拡散したヌビア・ソマリア境界と交差している。[5] 拡大速度の変動は、SWIRが2つの硬いプレート間の拡大中心ではなく、これまでSWIRの北にある単一のアフリカプレートと考えられていたものが、実際にはヌビアプレート、ルワンダプレート、ソマリアプレートの3つのプレートに分割されていることを示している。[6]

ヌビアプレート、ソマリプレート、南極プレート間のこの「拡散」三重会合点の南北赤外線画像上の位置は、東経26度から32度の間、つまりアンドリュー・ベイン・トランスフォーム断層のすぐ西と推定されています。この拡散三重会合点は、東アフリカ地溝帯の南端を形成しています。[7]

現場ジュラ紀の岩石

2010年にSWIRの南60 km（37マイル）の場所から、閃緑岩および斑れい岩中のジルコンから年代測定された1億8000万年前の岩石がドレッジされた。 [8]この年代は、ゴンドワナ大陸 の分裂、インド洋の拡大、およびカルー大火成岩区の定着（1億7900万～1億8300万年前）の年代に匹敵し、SWIR付近の海底の新生代とは際立った対照をなしている。これらの岩石はアイスラフティングや津波などの外力によってSWIRの近くに堆積したと推測できるが、SWIRはどの大陸棚からも遠く離れており、同様の年代の岩石は大西洋中央海嶺からも報告されている。もしこれらの岩石がマントルから直接出てきたものであれば、同位体鉛のほとんどを失っているはずである。アイスラフティングされたドロップストーンは一般的に丸みを帯びている兆候を示す。[9]

しかし、中央海嶺の熱水循環は貫入岩を浅部マントルに持ち込む可能性があり、今回のケースではそれが良い候補となる可能性がある。SWIRに面するアフリカの岩石のほとんどは始生代クラトンである。しかし、新原生代パンアフリカ造山帯はモザンビーク海の閉鎖中に付加され、東アフリカ、マダガスカル、南極の一部の岩石はこのイベントに関連している。ゴンドワナ大陸の分裂時には、カルー火山岩がパンアフリカの岩石に貫入し、これらの岩石がこのようにしてSWIRに到達した可能性はあるが、それは明白ではない。SWIRの拡大は極めて遅いため、その下のマントルは異常に低温であるはずであり、それが岩石の溶融を妨げている可能性がある。[9]

サブセクション

ブーベTJ–アンドリュー・ベインTF

SWIRの西端はブーベ海嶺として知られ、北はブーベ海嶺、南はモシェシュ海嶺によって区切られている。[10] ブーベ海嶺は長さ110km（68マイル）で、過去300万年間の完全拡大率は14.5mm/a（0.57インチ/年）である。軸谷は深さ1kmで、これは緩やかな拡大海嶺に典型的なもので、幅は16kmと異例の幅である。ゼロ年代軸は中央部で海面下2,000m（6,600フィート）にあるが、2つのトランスフォームに近づくほど深くなる。これは、おそらくBTJに近いため、同様の緩やかな拡大海嶺よりも約1km浅い。[11]

東経9度から25度の間、SWIRは東西方向に伸びており、変形は見られない。このセクションは、斜めの非マグマ性付加体セグメントによって連結された直交するマグマ性付加体セグメントから構成されている。[1]

この地域の斜交部分（東経9度から16度）である「斜交スーパーセグメント」は、軸方向の向きが直交から56度まで大きく変化しており、一連のマグマ性セグメントと非マグマ性セグメントが、急激なマグマ活動の変動と極めて緩やかな拡大をもたらしている。[12] 東経16度の不連続面の西側では、軸方向の深さが500メートル低下し、地形と磁性が急激に変化する。この地域の西端（東経9度30分から11度45分）では、短いマグマ性海嶺セグメントがシャカ固結帯と交差している。この部分の起伏の激しい地形は、斜交スーパーセグメント沿いの数少ない火山活動の中心の一つであるジョセフ・メイズ海山の西側斜面に広がるSWIR（南西赤外線）を遮っている。この海山は古いペリドタイト岩塊を分割し、その残骸は海嶺の両側に突出し、その間のリフトバレーを埋め尽くして、南西赤道上に位置する双峰の火山を形成している。海山の東（東経11度30分～10度24分）には、長さ180km、深さ4,200mの非マグマ性岩塊が存在する。最大深度は4,700mに達し、最深部は最近の火山活動の痕跡を残さない粗い底部で、部分的に蛇紋岩化したペリドタイトからなる不規則な岩塊で満たされている。[4]

対照的に、「直交スーパーセグメント」（東経16～25度）は、拡大方向に対してほぼ完全に直交しており、短い非変換オフセットによって連結されたマグマ付加セグメントで構成されています。SWIRの傾斜角が大きくなると、その長さも長くなります。この長大化はマントル湧昇の減少と、超低速拡大海嶺（<12mm/年）に特徴的な海嶺形状をもたらします。[12] 直交スーパーセグメントは、大西洋中央海嶺のより大きな海嶺セグメントに類似しています。[4]

アンドリュー・ベインTF

デュ・トワ、アンドリュー・ベイン、マリオン、プリンス・エドワードといった一連の断層帯は、 南緯45度、東経35度から南緯53度、東経27度までの間、南北赤道断層帯を1,230 km（760マイル）オフセットしている。[13] [14] これらのうち最大のものは、全長750 kmのアンドリュー・ベイン断層帯で、ヌビア・ソマリア国境が南北赤道断層帯と交差する地点にある。[14] アンドリュー・ベイン断層帯の活動区間は、海洋トランスフォーム断層の中で最も大きな年代オフセット（65 Ma）を示し、また最も広い幅（120 km）を誇っている。その延長は、モザンビーク海嶺とモザンビーク海盆の間に位置するモザンビーク断層崖から南極沖のアストリッド海嶺まで広がっている。アンドリュー・ベイン・TFの東には、東経35度から東経50.5度の間の南極海のジオイド高である「マリオン・スウェル」、マダガスカル高原、そしてデル・カノ海嶺がある。 [15] SWIRは、東経36度のマリオン・ホットスポットに到達する前に、スウェルの側面を横切る。[16]

マリオンホットスポットが位置するマリオン島は、SWIRから250km（160マイル）離れた2800万 年前の地殻上に位置しています。ブーベ島は、ブーベ三重会合点から300km（190マイル）、SWIRから55km（34マイル）離れた700万年前の地殻上に位置していますが、ブーベホットスポットの正確な位置は特定されていません。[17]

アンドリュー・ベイン TF–メルヴィル FZ

マリオン・ホットスポットとガリエニFZの間には、比較的浅い軸方向の不規則なセグメンテーションが見られます。[17] プリンス・エドワードFZとアトランティスII FZ（東経35～57度）の間では、すべての主要なトランスフォーム断層（およびそれらに関連する3500万年前の磁気異常）が、より南北方向に直線的に伸びています。モザンビーク盆地の磁気異常は、これが過去8000万年間の主な拡大方向であったことを示しています。[18]

ディスカバリー凍結帯（東経42度）、ガリエン凍結帯（東経52度）、メルヴィル凍結帯（東経60度）における主要な変化は、SWIRの大規模なセグメンテーションを特徴づける。平均軸方向深度は、メルヴィル凍結帯とロドリゲス・ティラミス・ジャンクション（薄い地殻または冷たいマントルに覆われる区間）の間の4,730メートル（15,520フィート）から、アンドリュー・ベイン凍結帯とディスカバリー凍結帯（マリオン・ホットスポットの影響を受ける区間）の間の3,050メートル（10,010フィート）まで変化する。[19]

インドメッドFZとガリエニFZの間では、SWIRはより浅く、隣接するより深いセクションよりもマグマ供給量が多い。また、地殻はより厚く、マントルはより高温である。これはおそらくクロゼホットスポットとの相互作用によるもので、そのマグマ活動の増加は、約10 Maに大規模なクロゼ火山台地の形成につながった。このホットスポットはまた、熱プルームを引き起こし、少量の下部マントル物質を取り込み（結果として、海洋島玄武岩（OIB）と中央海嶺玄武岩（MORB）の混合シグネチャーを形成する）、クロゼホットスポット/バンクはSWIRから1000 km以上離れており、500 kmを超える距離での海嶺とホットスポットの相互作用は、理論的には重要ではないと考えられる。しかしながら、ケルゲレンとレユニオンのホットスポットは、南東インド洋海嶺および中央インド洋海嶺とほぼ同距離で相互作用している可能性が高い。これは、これらの海嶺とホットスポットを結ぶ火山列と線状構造から示唆される。SWIRとクロゼの間にこのような線状構造が見られないのは、プレートの年代と厚さによって説明できる。2500万年より古いプレートは、プルームが貫通するには厚すぎると考えられる。[20]

ガリエニ断層帯とメルヴィル断層帯の間では、SWIR断層は当初、拡大方向に対してほぼ垂直で、オフセットは少なく、その形状も小さかった。約4000万年前、拡大方向が時計回りに変化したことで、オフセットは等間隔に広がり、地形はより起伏が激しくなった。その後、アトランティスIIトランスフォーム断層は成長を続け、その西側と東側のオフセットは消失し始めた。約4000万年後には、ガリエニ断層、アトランティスII断層、メルヴィル断層は成長を続ける一方で、それらの間にあるSWIR断層は現在の長さと形状をほぼ維持するだろう。[21]

メルヴィル FZ–ロドリゲス TJ

インドームドFZ（マダガスカル島南部）の東側では、SWIRはロドリゲス三重点の6400万年にわたる東方への伝播の産物である。このセクションは、規則的な間隔で並ぶ非トランスフォーム不連続面、短い斜めの非マグマ性セグメント、そしてアトランティスII、ノバラ、メルヴィルのトランスフォームから構成されている。[16] 東経49度以東における軸方向の深さの増加は、非マグマ性の伸張を反映している。[17]

SWIR最東端の軸谷のセグメンテーションと地形は、超低速拡大海嶺に特有のものである。3000メートル級の海嶺セグメントは、100キロメートル以上に及ぶ軸セグメントによって連結されている。この区間では火山活動は見られない。海嶺軸の側面は広く、火山性地殻層を欠いている。これらの側面は丸みを帯びて滑らかで、海洋核複合体に見られる波状の模様はない。この非火山性の海底は、大規模なデタッチメント断層によって地表に運ばれた、海水によって変質したマントル起源の岩石でできている。過去1000万年間、これらのデタッチメント断層は海嶺軸を横切って前後に反転し、SWIRのこの区間に沿ったほぼすべての分岐を生み出した。[22]

メルヴィル固定水域（東経60度45分）の東にある最東端のSWIRでは、マントルが異常に冷たく、地殻が薄い（平均3.7km）ため、マントルは部分的にしか溶けず、この地域のSWIRへの溶融物供給が減少している。[22] このマグマ供給不足により、メルヴィルの東側では海山の数は少ないが、海山の高さは高くなっている。メルヴィルの西側では、高さ約50mの海山が103km2あたり100個以上あるの に対し、メルヴィルの東側では、高さ100mを超える海山は 103km2あたり10個未満である。[23]

地殻変動の歴史

SWIRは、深く、ほぼ平行で、境界が明瞭な断裂帯を特徴としており、その深さは6,000 km（3,700マイル）を超える場合もあり、隆起した縁によって区切られ、海面下2,000 m（6,600フィート）に達することもあります。これらの断裂帯は非常に長く、大陸棚付近の古い構造と一致することがよくあります。[13] これらの断裂帯とアガラス盆地への延長は、白亜紀後期のゴンドワナ大陸の分裂以来、アフリカと南極大陸の動きを描写する流れ線です。[13] [24]

SWIRは、ゴンドワナ大陸の分裂期、すなわちペルム紀-三畳紀のカルー 大火成岩地域（現在のモザンビーク盆地とリーセル・ラルセン海にあたる地域）において、南極大陸がアフリカ大陸から分離した約1億8500万年前から1億8000万年前にかけて形成された。[25] 大陸間の拡大方向は7400万年前頃から変化し始め、6900万年前から6400万年前にかけて拡大速度は鈍化し（約1cm/年）、その後北東-南西方向に方向を変えた。プリンスエドワードFZ付近の断裂帯は始新世のものであり、その長さから推定されるよりもはるかに新しいものである。[26]

参照

参考文献

注記

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出典

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南緯42度 東経41度 / 南緯42度 東経41度 / -42; 41

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