そこにあってはならない岩石
何十年もの間、南極のハドソン山脈で働く地質学者たちは、奇妙なことに気づいていました。その地域の典型的な暗色の火山岩の上に、ピンク色の花崗岩礫のクラスターが横たわっていたのです。花崗岩と火山性玄武岩はまったく異なる地質学的プロセスを通じて形成され、火山地形が支配的な地域での花崗岩の存在は、これまで誰も完全に答えていなかった疑問を提起していました。新しい研究がついにその謎を解きました。そして同時に、南極の最も重要な氷河の1つの下に隠された、非常に規模の大きい地質構造を明らかにしたのです。
イギリスとアメリカの地質学者のチームによって主要な地球科学ジャーナルに発表された研究は、岩石の年代測定と飛行重力調査の組み合わせを使用して、地表の礫をその源につなぎました。その源とは、パインアイランド氷河の下に数キロメートル埋没し、最も広い点でほぼ100キロメートル伸びている巨大な花崗岩体、つまりプルトンです。
岩石の年代測定
謎を解くカギは、ピンク色の花崗岩礫の放射性年代測定でした。チームは花崗岩内のジルコン結晶にウラン-鉛年代測定を適用し、花崗岩の形成をジュラ紀に配置しました。それはおよそ1億7000万年前のことです。その時、南極はゴンドワナ超大陸の一部であり、その最終的な分裂に関連した広範な火成活動を経験していました。
南極のジュラ紀花崗岩形成はそれ自体は珍しくありません。これらの結果を重要にしたのは、年代測定が礫の地表への旅について何を示唆したかということです。礫は地表の火山活動から局所的に形成されたのではありませんでした。それらは深さから浸食され、地質学的時間を通じて氷河ダイナミクスによって上向きに運ばれ、パインアイランド氷河の変動する氷床が基盤岩を横切って交互に前進および後退するにつれて、地表に出現しました。
飛行重力調査が隠された塊を明らかにする
放射性年代測定の日付が礫が深く埋もれた源を持つことを示唆したら、チームはそれを見つけるためにパインアイランド氷河上で実施された飛行地球物理調査に目を向けました。重力調査は、地表下の岩石の密度の違いによって引き起こされる地球の重力場の微妙な変動を測定します。花崗岩は、西南極の基盤岩の多くを特徴付ける周囲の火山岩と変成岩よりも密度が低いため、慎重な測定で目立つ独特の重力シグネチャを生成します。
調査データは、パインアイランド氷河の下に延びる明確な重力異常を明らかにしました。これは大きな花崗岩体の存在と一致しています。異常の形状と大きさをモデル化することで、研究者たちは埋もれた塊がおよそ100キロメートル幅で、その最も深い部分で7キロメートル厚いと推定しました。これは、ここ数十年で南極で発見された最大の未知の地質構造の1つを表しています。
この発見が氷床科学にとって重要な理由
パインアイランド氷河の下にある大きな花崗岩プルトンの明らかになることは、単なる地質学的な好奇心ではありません。それは氷河の行動と海面上昇への貢献を理解することに直接的な影響を与えます。パインアイランド氷河は南極で最も急速に変化する氷河の1つであり、氷床安定性への関心の大きな焦点です。その動力学は、その上を流れる基盤岩の影響を受けます。氷の下の岩石の形状、成分、熱特性はすべて、氷河がどのように移動および融解するかに影響します。
花崗岩は、ウランやトリウムなどの天然の放射性元素の高濃度を含むことができ、これらは放射能崩壊を通じて熱を発生します。大きな花崗岩体からのわずかな追加の熱でさえ、氷河の下の基部融解率に影響を与える可能性があります。これは、氷床の底が基盤岩との接触で融解し、海に向かって氷河の流れを潤滑する過程です。
氷床モデリングへの含意
西南極氷床の気候変動への対応の現在のモデルは、地球上で最も人口の少ない環境の1つで疎らな測定によって制約された基部地質学についての仮定に依存しています。パインアイランド氷河の下にあるこの規模の以前は未知の地質学的特徴の発見は、既存のモデルが氷動力学への熱的および物理的影響を説明するために改訂が必要になる可能性があることを意味しています。
これは必ずしも氷河の行動が現在の予測が示唆するより懸念材料であることを意味しません。花崗岩体は、いくつかのシナリオの下で安定化の影響を提供することもできます。この発見が強調しているのは、南極の氷河の地質学的基盤についてどのくらい多くが未知であり、その基盤が氷床の将来を理解することがどのくらい重要であるかということです。
この記事はScience Dailyの報道に基づいています。元の記事を読む。
Originally published on sciencedaily.com
