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シーマ火山地帯は、カリフォルニア州サンバーナーディーノ郡、ネバダ州との境界付近にある火山地帯です。[ 3 ] [ 4 ]この火山地帯は、シーマドームの西にあるモハベ国立保護区内にあり、表面積は600 km 2 (230 mi 2 )で、約40の火山円錐丘と約60の溶岩流から構成されています。火山円錐丘は、単純な円錐丘から多火口山、浸食された丘まで様々で、溶岩流は最大9.1 km (5.7 mi)の長さになります。この地帯には少なくとも1つの溶岩洞があり、見学することができます。
この地域の火山活動は後期中新世に始まり、300万年前から100万年前の休止期間を経て、後期更新世まで続いた。最も新しい円錐丘はブラックタンク円錐丘として知られ、約1万5000年前に形成されたが、2回の噴火によって形成された可能性もある。以前は、歴史時代に形成されたと考えられていた。
シーマ火山地帯は、カリフォルニア州のモハベ砂漠東部に位置し、[ 5 ] [ 6 ]北東のシャドウバレー、東のシーマドーム、南西のソーダレイクバレーに囲まれています。 [ 1 ]地帯の南西にはケルベイカーロードがあり、溶岩流を横切っています。[ 7 ]また、インディアンスプリングストレイルやエイケンマインロードなどの未舗装道路が火山の間を縦横に走っています。[ 8 ]
州間高速道路15号線は、この火山地帯の北側、古い火山ユニットのすぐ南側を通っており、[ 1 ]カリフォルニア州道127号線は、この火山地帯の西側と南西側を通っています。[ 9 ]ラスベガス市は、この地域から北東に120キロメートル（75マイル）のところにあります。 [ 10 ]シマ火山は、モハベ国立保護区の一部です。1973年に、国立自然ランドマークであるシンダーコーン自然地域に指定されました。[ 11 ] [ 7 ] [ 12 ]
完新世から最近まで、人類は溶岩流に岩絵を刻んだ。 [ 13 ]スコリア丘の一つは道路建設用の材料を得るために採石された。[ 14 ]火山地帯は土壌科学や景観開発の研究対象となってきた。[ 15 ]
火山活動は米国西部で広く見られ、さまざまな場所でさまざまな形で発生しています。よく知られているものとしては、北米西海岸沖の沈み込みによって形成されたカスケード火山群[ 16 ]があり、これにはマザマ山のカルデラ（完新世初期の大噴火によって形成された）[ 17 ]や、セントヘレンズ山などの成層火山、苦鉄質火山地帯[ 18 ]が含まれます。米国には他にも、イエローストーン・カルデラやスネーク川平原に関連する火山[ 19 ]、コロラド高原の縁に沿った火山[ 20 ]、リオグランデ地溝帯やジェメス線状構造に関連する火山[ 21 ] 、そして最後に、地殻が伸張しているシマ火山地帯[ 22 ]などの西部盆地山脈地帯の火山があります。[ 23 ]
一般的に、第三紀と第四紀の間、米国西部の乾燥地帯では火山活動が広範囲に及び、いくつかの火山地帯が形成されました。[ 10 ]第三紀の初期の珪長質火山活動に続いて、第四紀にはより玄武岩質の火山活動が起こり、[ 25 ]多くの場合、短命な噴火口の形で現れました。[ 9 ]この種の火山活動の例としては、シマ火山地帯、サンフランシスコ火山地帯（アリゾナ州）、南西ネバダ火山地帯（ネバダ州）、ズニ・バンデラ火山地帯（ニューメキシコ州）などがあります。[ 26 ]
シマ火山地帯はモハベ砂漠の一部であり、モハベ砂漠は盆地山脈地域に属し、南東から北西方向に伸びる標高2,000メートル（6,600フィート）を超える山々が連なり、山々の間には広い谷が広がっている。[ 27 ]この地域には他にディッシュヒル、アンボイクレーター、ピスガクレーターなどの火山がある。[ 28 ]
チマ火山地帯には約40個の円錐丘があります。円錐丘は幅が最大890メートル（2,920フィート）、高さが170メートル（560フィート）にも達し、[ 10 ]南南西に傾斜した斜面の標高1,400～790メートル（4,600～2,600フィート）の間に集中しています。[5] [ 29]一部の円錐丘は火口がそのまま残っており保存状態が良い一方、[ 30 ]他の円錐丘は浸食によって丘になっています。[ 31 ]一部の円錐丘には複数の火口があります。[32] 主火山地帯の北には、より古い火山岩（中新世～鮮新世）の露頭が2つあります。[ 1 ]この別個の古い露頭を除けば、火山活動は特定の方向への偏りなく発生したようである。[ 32 ]ウィローウォッシュ、ブラックタンクウォッシュ、インディアンクリークなどのいくつかの涸れ川がこの地域を横断し、溶岩流を侵食している。[ 33 ]
この火山地帯の南西部に位置する最も若い円錐丘（北緯35度10分53秒、西経115度49分1秒/北緯35.18139度、西経115.81694度/北緯35.18139度、西経115.81694度）は、ブラックタンク円錐丘と呼ばれています。 [ 34 ]ブラックタンク円錐丘は、長さ2キロメートル（1.2マイル）の溶岩流の源であり、最初は堤防で囲まれた水路を形成し、その後、葉状に狭まります。[ 35 ]また、溶岩洞の痕跡も見られ[ 36 ]、体積は0.015立方キロメートル（0.0036立方マイル）です。この溶岩流の前には、後に主流に埋没した以前の溶岩流があった可能性があります。[ 37 ]ブラックタンクコーンのすぐ南南西に、より古い噴気孔がある。[ 38 ]
この地域には、黒と赤の火山岩[ 12 ]が、シンダー、露出した供給岩脈、溶岩弾の形で存在し、また、溝や侵食された噴火口に露出している凝集岩も見られる。火山弾とシンダーは、侵食の少ない円錐丘を覆っており、それらはベースサージ堆積物に囲まれていることもある。[ 31 ]一部の噴火口では、マグマ水蒸気爆発活動によって凝灰岩の環が形成されている。 [ 34 ]侵食によって、古い円錐丘には溝や大きな谷が掘られており、[ 39 ]その中には深さ150メートル（490フィート）の峡谷も含まれている。[ 32 ]
火山物質は、約600 平方キロメートル (230平方マイル)の領域内に、約150 平方キロメートル (58平方マイル)の表面積を覆っている。[ 2 ] [ 40 ] [ 41 ]火山地帯は、結晶質の岩盤と厚い砂利堆積物からなる第三紀の基盤の上に形成された。[ 40 ]この地域の他の岩石層は、原生代～古生代から中生代 (テウトニア深成岩体) のものであり、この地域はアイバンパ隆起の一部であると考えられている。[ b ] [ 9 ] [ 42 ]
これらの円錐丘からは、約 60 の溶岩流が発生しています。溶岩流は長さ9.1 キロメートル (5.7マイル)、厚さ2.5 ～ 4 メートル (8フィート 2インチ～ 13フィート 1インチ)に達し、流れ下った斜面の傾斜に応じて、パホエホエ溶岩やアア溶岩に似た表面の特徴を示します。 [ 40 ] [ 41 ]溶岩流には、堤防、溶岩流の縁にある指状および葉状の縁、棘や尖塔などの構造が見られ、[ 41 ]また、溶岩によって運ばれた円錐丘からの物質も見られます。[ 44 ]この地域では、長く緩やかな傾斜の溶岩流が大部分を占めており、それよりも短く、傾斜が急で、粗い溶岩流は最大0.5 メートル (1フィート 8インチ)のブロックで覆われています。[ 45 ] [ 46 ] 1 つの大きな溶岩洞はチマ原にあり、天窓からアクセスできます[ 47 ] [ 48 ]長さは100 メートル (330フィート) 、幅は5～3 メートル (16.4～9.8フィート)です。[ 49 ]場所によっては、溶岩流が基盤岩の露頭を取り囲み、キプカを形成しています。[ c ]この地域の傾斜に従って、ほとんどの溶岩は西に向かって流れました。[ 43 ]
若い溶岩流はしばしばくっきりとした溶岩流の特徴を示すが[ 40 ]、古い溶岩流はほぼ常に新しい物質で覆われ、元の表面の特徴を失っている[ 51 ] 。最も古い溶岩流は平坦または緩やかな表面を持ち、その噴火口はひどく劣化している[ 52 ]。溶岩流は風によって運ばれた物質や侵食物質[ 6 ]、砂漠のワニス[ 53 ]によって部分的に覆われている。
この地域ではアルカリ玄武岩、バサナイト、ハワイアイトが噴出している。[34] 斑晶には単斜輝石、カンラン石、斜長石が含まれる。また、ダナイト、斑れい岩、花崗岩などの捕獲岩もあり、[1][54]特にマントル由来のペリドタイトなどの超苦鉄質から苦鉄質の捕獲岩もある。 [ 55 ] [ 23 ]岩石の組成はチマ火山の歴史の中であまり変化していないが、 [ 56 ] 3つの異なるグループが特定されている。[ 28 ]ブラックタンク火口から噴出した溶岩の温度は1,110 ℃（2,030 °F）と推定されている。[ 57 ]
この地域で噴出したマグマは、最終的には地殻成分の寄与がほとんどなく、リソスフェアまたはアセノスフェアのマントルに由来すると考えられているが、これは以前の珪長質火山活動とは異なる。[ 25 ]アセノスフェア物質の上昇が、終盤の火山活動の原因であると考えられているが、[ 34 ]おそらくこの地域のテクトニクスが沈み込み優勢からトランスフォーム境界のテクトニクスに変化したことに関連していると考えられる。[ 43 ]分別結晶作用、地殻内のマグマ溜まり、マントル源の違い、部分溶融プロセスなどが、噴出した岩石の特定の組成の違いを説明するために提唱されている。[ 59 ]ゼノリスは、マグマの地表への上昇が停滞することなく急速であり、マグマ形成から地表噴火までのプロセスはわずか数日で完了することを示している。[ 60 ]
この地域の気候は温暖で乾燥しており、平均気温は18～16 ℃（64～61 °F）、平均降水量は年間250～150ミリメートル（9.8～5.9インチ）です。[ 41 ]降水量のほとんどは冬に集中し、夏にはモンスーンによる降雨が少量降ります。[ 61 ]完新世が始まる前は、気候はより湿潤で、溶岩流上に土壌が形成されやすかった。完新世の間、プラヤ[ d ]は風で運ばれてきた塵の発生源となり、それが溶岩上に堆積しました。[ 63 ]
この地域の植生は低木林に分類され、ブリトルブッシュ、クレオソートブッシュ、モルモンティー、ホワイトバーセージなどの植物が生育している。ジョシュアツリーは標高の高い場所に生育している。[ 41 ] [ 46 ]これらの種の中には完新世に現れたものもあれば、更新世に定着したものや、出現と消失を繰り返したものもある。[ 46 ]植生は砂漠舗装で覆われた土壌によって隔てられた群落状に生育している。[ 64 ]最も若い円錐丘には植生がなく[ 65 ]、他の最近の火山噴火口や溶岩流にも植生はほとんど発達していない。[ 66 ]
初期の研究では、この地層の北部は更新世、南部は完新世であると仮定されていましたが、後の放射年代測定では、北部は中新世であることが示されました。より最近の研究では、北部の火山岩は中新世、南部は更新世であることが示されています。[ 56 ]チマ地層の噴火率は10万年あたり8回、マグマの噴出量は1000年あたり0.001立方キロメートル（0.00024 mi 3 /ka）と推定されています。[ 67 ]
カリウム-アルゴン年代測定によると、火山活動は中新世に始まり、更新世の終わりまで続いた。[ 6 ]活動は5つの段階に細分化されており、最初の段階は760万年前から650万年前、2番目の段階は510万年前から360万年前、3番目の段階は110万年前から60万年前、4番目の段階は75万年前から20万年前、そして5番目で最後の段階は20万年前から1万年前である。[ 1 ] [ 5 ] [ 29 ]放射年代は、形態学的および古地磁気学的情報によって裏付けられている。 [ 56 ]火山活動は300万年前から100万年前の間に休止した。[ 68 ]
最も古い火山活動期には、この火山地帯の南東部に大きく浸食された火山が残され、その後の活動期には、この火山地帯の北部で溶岩流が発生し、浸食されたメサの形をとった。最後の 3 つの活動期には、この火山地帯の南部で溶岩流と火山が形成された。[ 69 ]噴火はマール形成噴火として始まり、スコリア丘と溶岩流の成長とともに続いた。[ 42 ]通常一度しか噴火しない通常のスコリア丘とは異なり、チマのいくつかのスコリア丘は複数回の噴火を経験し、数十万年にわたって活動していた。[ 70 ]
ブラックタンクコーン[ 34 ]は、この領域で最も若いコーンであり、いくつかの方法により現在から15,000±5,000年前と年代測定されている。[ 35 ] [ 70 ]南部の溶岩流の1つについては、いくつかの証拠から歴史的な年代が示唆されており[ 56 ] 、以前の放射性炭素年代測定では330～480年前という年代が得られている。[ 2 ] [ 71 ]いくつかの年代学的データは、溶岩流が20,000年前と11,500～13,000年前の2つの別々の噴火エピソード中に形成されたことを示唆している。[ 72 ]溶岩流はおそらく1週間未満で堆積し[ 57 ]、コーンの成長は風の影響を受け、風はテフラを東南東方向に運び、そこで落下してテフラの毛布を形成した。[ 73 ]