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ブランズフィールド海盆は、南極半島の北端沖にある背弧リフト海盆です。この海盆は、半島と北西にある近隣のサウスシェトランド諸島を隔てる北東から南西方向に延びる海峡内に位置しています。[ 1 ]この海盆は、スミス島（サウスシェトランド諸島）からヒーロー断裂帯の一部まで、500キロメートル（310マイル）以上にわたって広がっています。[ 2 ]この海盆は、西部、中央、東部の3つの海盆に細分化できます。[ 3 ]西部盆地は長さ130 キロメートル (81 マイル)、幅70 キロメートル (43 マイル)、深さ1.3 キロメートル (1,400 ヤード)で、中央盆地は長さ230 キロメートル (140 マイル)、幅60 キロメートル (37 マイル)、深さ1.9 キロメートル (2,100 ヤード)で、東部盆地は長さ150 キロメートル (93 マイル)、幅40 キロメートル (25 マイル)、深さ2.7 キロメートル (3,000 ヤード)以上である。[ 3 ] 3 つの盆地は、デセプション島とブリッジマン島によって隔てられている。[ 1 ]この地域のモホ面の深さは、地震学的に約34 キロメートル (21 マイル)と解釈されている。[ 4 ]
ブランズフィールド海盆は、サウスシェトランド諸島の背後に位置する背弧海盆と考えられています。これらの島々は、中生代の約2億年前に始まったフェニックスプレートと南極プレートの間の沈み込みの期間に形成されたと考えられています。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]フェニックスプレートが南極プレートの下に沈み込むのを少なくとも400万年前の鮮新世に停止したと考えられています。[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]沈み込みが停止すると、海盆を形成する伸張が始まったと考えられています。航空磁気調査により、伸張は更新世の180万年前に年間0.25～0.75センチメートル（1 / 10～3 / 10インチ）の速度で発生したという証拠が得られています。[ 7 ]
ブランズフィールド盆地は、スラブロールバックによって引き起こされた伸張によって形成されたと広く受け入れられている。[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]新しい地球物理学的および構造データは、スラブロールバックが盆地の開口の主なメカニズムであるという以前の理論と矛盾している。[ 1 ] [ 2 ]盆地の開口に関する新しい理論は、スコシアプレートと南極プレート間の左横ずれ運動に起因するとされている。 [ 2 ] [ 8 ]フェニックスプレートと南極プレートの間の海溝は固定されており、海溝内では動きがないと理論づけられている。新しいデータは、サウスシェトランド海溝地域で地震活動がないため、海溝の後退が伸張のメカニズムとして起因するとは考えられておらず、スラブロールバックも伸張のメカニズムではないことを示唆している。なぜなら、スラブロールバックが伸張のメカニズムであれば、サウスシェトランド地域全体で北西-南東方向の伸張が観測されるはずであるが、実際には圧縮が観測されているからである。スコシアプレートと南極プレート間の動きがフェニックスプレートを北西方向に押し、圧縮を生み出していると考えられている。[ 2 ] [ 8 ]
ブリッジマン島からデセプション島までの全長300kmの海嶺には、10個の火山が確認されている。デセプション島（基底直径30km ） 、ペンギン島（基底直径8km）、ブリッジマン島（基底直径25km ）は更新世～現世の成層火山の頂上であり、さらに7つの海底火山が海山として存在し、オルカ海山が最大（基底直径20km）である。[ 9 ]
ブランズフィールド盆地内の堆積を制御する主な要因は氷河周期性である。その他の寄与要因としては、地形、地殻変動、海洋学などが挙げられる。[ 1 ] [ 10 ]縁辺部には3つの層序単位が確認されている。最も古い単位は氷底プロセスによる過固結したダイアミクトンである。中間の単位は近位氷または氷底棚からの小石砂質の層状泥である。最も新しい単位は外洋環境から生じた珪藻泥で構成されている。縁辺部には氷河および氷河海洋、マスウェイスティング、海底流体流出、等深線流プロセスに関連する堆積システムが存在する。[ 10 ]
氷河作用により氷底変形堆積物が堆積した。このユニットを構成する堆積物は、氷河の圧力融解と氷河が通過した基質に由来する。氷底変形堆積物ユニットは、基質支持型ダイアミクトンで構成されている。[ 10 ]
氷河の海洋作用により、この地域には2つの異なるユニットが堆積している。1つのユニットは、大陸斜面の下部に、層状泥の層を挟んだ基質支持型ダイアミクトンを堆積させた氷河前縁土砂流から構成されている。もう1つの堆積作用は、氷の融解または転覆した氷の表面からの瞬間的な堆積による氷からの雨水と、海洋からの雨水の混合物である。陸源物質と生物起源物質が混ざり合って、砕屑物の少ない砂質泥を形成する。[ 10 ]
外洋の作用により、この地域には 3 つのユニットが堆積しています。 1 つのユニットは、盆地の下部斜面で観察できる上方細粒化混濁流堆積物です。堆積物の中には、厚さ1 ～ 4 センチメートル ( 1 ⁄ 3～1 + 2 ⁄ 3インチ)の火山灰層があります。 2 つのユニットは、滑動ユニットを構成する、ねじれた/乱れた泥です。 このユニットは、滑動による堆積物の再加工と塑性変形によって形成された角張った接触面と乱れた構造が特徴です。 3 番目のユニットは、下部斜面の麓にある砕屑層のある層状泥です。 このユニットは等深線流によって堆積し、砕屑物の大きさの違いは、流速の変化によるものと考えられます。[ 10 ]
フェニックスプレートと南極プレートの沈み込みイベントにより、南極半島とサウスシェトランド諸島に沿って、カリウム含有量が低いものから中程度のものまでを含む火山弧が形成されました。火山活動は、1億3000万～1億1000 万年前、9000万～7000万年前、6000万～4000万年前、3000万～2000万年前に複数回発生しました。カリウムが少ないのは、盆地形成後の2000万年以降の弧の沈み込み、または沈降によるものと解釈できます。[ 8 ]火山活動は第四紀に広く見られ、一連の海底火山を形成しました。海底火山は、大型イオン親石元素の含有量が多い弧で予想されるものから、濃集した中央海嶺玄武岩まで、組成が変化するガラス質の溶岩を生成します。[ 8 ]
ブランズフィールド海盆は、海盆内で観察される火山活動の様式に関して異常である。海底火山は、二峰性火山活動と呼ばれる現象を経験する。[ 11 ] 海盆内の火成岩は安山岩と玄武岩である。海底火山の中心に近づくほど、岩石の組成は流紋岩、流紋デイサイト、デイサイトなどのより珪長質の岩石タイプに変化する。[ 11 ]この現象の原因は、部分溶融または分別結晶作用による形成の結果として解釈されている。このタイプの火山活動は、顕生代の火山性塊状硫化物系でよく見られるが、現代の背弧海盆ではあまり見られない。二峰性火山活動が見られる例としては、沖縄トラフと隅水海嶺がある。[ 11 ]
海盆における初期海底拡大の発生については議論がある。一部の研究者は、地殻の厚さ、磁気異常パターン、地殻内ダイアピリズムのため、海盆内では発生していないと主張している。[ 2 ]一方、他の地球科学者は、海底拡大は発生しており、海盆内の海山火山活動や正断層運動に関連していると主張している。 [ 1 ] [ 2 ]
2020年8月、この地域の歴史上最大規模の群発地震が発生し始めました。わずか数ヶ月の間に36,000回[ 12 ]から85,000回[ 13 ]の地震が観測され、マグニチュード6.0までの地震もありました。この群発地震はキングジョージ島の沖合、休火山と考えられていたオルカ海山からわずか数キロの地点で発生しました。この地域では観測機器が少ないため、火山が噴火したという正確な証拠はありませんが、いくつかの研究では、これらの地震はマグマの貫入によって引き起こされたと示唆されています[ 13 ] 。
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