ハワイ・天皇海山列

ハワイ-天皇海山列
ハワイ諸島
マウナケア、山脈の最高峰
最高点
ピーク	マウナ ケア、ハワイ、アメリカ合衆国
標高	4,207メートル（13,802フィート）
座標	19°49′14″N 155°28′05″W / 19.82056°N 155.46806°W / 19.82056; -155.46806
寸法
長さ	6,200 km (3,900 マイル) 北東-南西
地理
太平洋海底の標高。ハワイ諸島から北西に伸びるハワイ・エンペラー海山列を示す。
国	アメリカ合衆国
州	ハワイ
地質学
造山運動	ハワイのホットスポット

ハワイ・エンペラー海山列は、太平洋に浮かぶ、ハワイの海面上に達する大部分が海底の山脈である。ハワイ海山列の北西からクレ環礁までの島々からなるハワイ海嶺と、エンペラー海山から構成され、北太平洋の海底の南東から北西に伸びる線に沿って、島々とその間にある海山、環礁、浅瀬、堆、岩礁からなる広大な海底山脈を形成している。確認されている海底火山が80以上あるこの海山列は、太平洋北西部のカムチャッカ半島沖のアリューシャン海溝から、ハワイ島の南東約3​​5キロメートル（22マイル）にある海山列の中で最も新しい火山であるカマエワカナロア海山（旧称ロイヒ）まで、約6,200キロメートル（3,900マイル）にわたって広がっています。

この海山列は3つのサブセクションに分けられる。最初のハワイ諸島（ウィンドワード諸島とも呼ばれる）は、米国ハワイ州を構成する島々から構成される。ホットスポットに最も近いため、この火山活動が活発な地域は海山列の中で最も新しく、その年齢は40万年^[1]から510万年^[2]に及ぶ。ハワイ島は5つの火山で構成されており、そのうち4つ（キラウエア、マウナロア、フアラライ、マウナケア）が活動している。マウイ島には活火山のハレアカラが1つある。カマエワカナロア海山はハワイ島沖で成長を続けており、海底前シールド段階にある海山列で唯一知られている火山である。^[3]

ハワイ諸島の2番目の部分は北西ハワイ諸島で構成され、総称してリーワード諸島と呼ばれ、その構成要素は720万年から2770万年前のものです。^[2]これらの島々では浸食が火山活動を上回って久しく、そのほとんどは環礁、環礁島、死島です。これらの島々には世界で最も北にある環礁の多くが含まれ、このグループのクレ環礁は地球上で最も北にある環礁です。 ^[4] 2006年6月15日、ジョージ W. ブッシュ米国大統領は、 1906年古物法に基づきパパハナウモクアケア海洋国定公園を創設する宣言を出しました。ハワイ諸島の生物多様性を保護することを目的としたこの国定公園は^{[n 1]}、北の島々すべてを包含しており、世界最大の保護区の1つです。この布告は、この地域への観光を制限し、2011年までに漁業を段階的に廃止することを求めている。^[5]

この海山列の中で最も古く、最も侵食が激しいのは、3900万年前^[6]から8500万年前の天皇海山である^[7] 。天皇海山列とハワイ海山列の角度は約120°である。この曲がりは長い間、プレート運動の方向が60°と比較的急激に変化したことによるものと考えられてきたが、2003年に行われた研究では、曲がりの原因はホットスポット自体の動きにあったことが示唆されている。^[8]この問題は、依然として学術的な議論が続いている。^[9]この部分の海山列の火山はすべて、ずっと前に海面下に沈み、海山やギヨになった。火山の多くは、日本の元天皇にちなんで名付けられている。海山列は西太平洋まで伸び、ロシア国境の沈み込み帯である千島・カムチャッカ海溝で終わる。^[10]

天皇海山のうち最も古いと確認されている年代は、デトロイト海山の8100万年前である。しかし、デトロイト海山の北に位置する 明治海山は、それよりもいくらか古いと考えられる。

1963 年、地質学者ジョン・ツゾ・ウィルソンはハワイ・エンペラー海山列の起源について仮説を立て、太平洋プレートが北西方向に移動して、その跡に侵食された火山島と海山の跡を残した際に、基本的に静止していた火山活動のホットスポットによって海山列が形成されたと説明しました。この海山列の他の点では説明のつかない折れ目は、約 4700 万年前に太平洋プレートの動きが北から北西方向へ変化したことを示しており、この折れ目は地質学の教科書で、プレートが比較的突然に方向を変える例として紹介されています。ハワイ諸島の起源に関する USGS の地図^[11]を見ると、この「先鋒」がはっきりとわかります。

最近の研究では、シャープとクラーグは、この曲がりが約5000万年前に始まったと解釈している。また、彼らは、この曲がりは「伝統的な」原因、つまり太平洋プレートの運動方向の変化によって形成されたと結論付けている。^[12]

しかし、最近の研究では、ホットスポット自体は時間とともに移動した可能性があることが示されています。4つの海山で採取された古代の溶岩流の磁鉄鉱によって保存された古代の磁場の方向の分析から、いくつかの証拠が得られています。 ^[13]この古地磁気学からの証拠は、静止したホットスポットという一般に受け入れられている見解よりも複雑な歴史を示しています。ホットスポットが過去8000万年間、固定したマントルプルームの上にあった場合、磁鉄鉱によって保存された古代の磁場の方向によって記録された緯度（古緯度）は各サンプルで一定であるはずです。これは、ハワイのホットスポットの現在の位置と同じ緯度で元々の冷却が行われたことも意味します。エンペラー海山の古緯度は一定のままではなく、年齢が下がるにつれて北から南へと変化しています。エンペラー列の海山からの古地磁気データは、ハワイのホットスポットが地球のマントル内で移動していることを示唆しています。海山列の曲がりは、プレート運動の変化ではなく、流動する固体マントル（マントル「風」）の循環パターンによって引き起こされる可能性があると解釈されている。^[14]

前述のように、皇帝列の海山の屈曲の原因については、2つの異なる解釈がある。第一に、屈曲は太平洋プレートの動きの変化のみによって引き起こされたというものである。第二に、屈曲はホットスポットの動きのみによって引き起こされたというものである。2004年に地質学者のヤオリン・ニウは、この屈曲は主にプレートの動きの変化とホットスポットの動きによるものだとするモデルを提唱した。^[15]ニウは、この屈曲は4300万年前に始まり、「海溝の詰まり」によって引き起こされたと提唱している。この「海溝の詰まり」は、皇帝列の海山が北部の沈み込み帯に到達したことによって引き起こされる。これらの厚く浮力のある海山は沈み込みに抵抗し、プレートの動きの方向転換を引き起こした。これにより、プレートの動きが突然変化したことが説明され、皇帝列を反映した突然の屈曲を持つ近隣の島嶼の方向によって裏付けられている。 Tarduno et al. ^[14]が示し​​たように、ホットスポットは南北方向に多少の動きを見せますが、Yaoling のモデルでは、この曲がりがホットスポットの動きに完全に起因するには、太平洋プレートが 81 Ma から 43 Ma の間静止していなければならないとされています。したがって、太平洋プレートの磁気異常がその期間に年間約 60 mm の動きを示しているため、これは真実ではありません。プレートの動きの変化とホットスポットの小さな南北方向の動きを組み合わせたこのモデルは、現在までに皇帝列島の曲がりに関する最も支持されている理論であると思われます。

海山列の屈曲の原因に関するこれまでの解釈に加えて、Huらはマントルプルームの移動とプレートテクトニクス運動の変化との間に密接な関係があることを提案している。これまでのモデルを拡張して、太平洋プレートの動きは4700万年前以前は主に北方向であったと解釈されてきた。伝統的に、太平洋プレートを北に引っ張る力は、イザナギ-太平洋海嶺沈み込み帯に起因するものであった。しかし、2021年の研究では、Huらはこの沈み込み帯は太平洋プレートを単独で引っ張るほど強い力ではなかったと提案した。^[16]代わりに、彼らはクロノツキー弧とオリュトルスキー弧を含む海洋内沈み込み帯があるという概念を導入した。彼らの調査結果によると、この沈み込み帯は太平洋プレートの北方向の引っ張りに重要な役割を果たしていた。約4700万年前、これらの北の力は終焉を迎えた。ほぼ同時期に、ハワイのホットスポットの動きに顕著な変化がありました。約 50 Ma に、ハワイのホットスポットは南へ移動し始めました。しかし、ホットスポットの移動を引き起こしたメカニズムについては、広く受け入れられている理論はありません。これらの出来事と西側の新しい沈み込み帯の組み合わせにより、ハワイ - エンペラー海山列の大きな屈曲を説明できます。

この連鎖は、ハワイのホットスポット上の海洋地殻の動き、つまり地球のマントルからの熱い岩石の湧昇によって形成された。海洋地殻が火山をマグマの源から遠ざけるにつれて、噴火の頻度と勢いは低下し、最終的には完全に停止する。その時点で、火山の浸食と海底の沈下により、火山は徐々に小さくなる。火山が沈下して浸食されると、最初は環礁島になり、次に環礁になる。さらに沈下すると、火山は海面下に沈み、海山やギヨになる。^[3]

1960年代から1980年代にかけて、海山では集中的に底引き網漁が行われていた。その後も、特に日本船によるペンタセロス・ホイーラーイを狙ったトロール漁は低率ながら継続されている。北太平洋漁業委員会がこの海域での漁業を規制している。^[17]

情報メモ

引用

さらに読む

• Tarduno, John A.; et al. (2003). 「皇帝海山: 地球のマントルにおけるハワイホットスポットプルームの南方への動き」。Science . 301 (5636): 1064– 1069. Bibcode :2003Sci...301.1064T. doi : 10.1126/science.1086442 . PMID  12881572. S2CID  15398800.
• Tarduno, John A.; et al. (2009). 「曲がったハワイ-皇帝ホットスポット軌道: マントル風の継承」. Science . 324 (5923): 50– 53. Bibcode :2009Sci...324...50T. doi :10.1126/science.11​​61256. PMID  19342579. S2CID  23406852.
• Sharp, Warren D.; Clague, David A. (2006). 「50-Ma のハワイ-天皇湾曲の開始は太平洋プレート運動の大きな変化を記録」. Science . 313 (5791): 1281– 1284. Bibcode :2006Sci...313.1281S. doi :10.1126/science.11​​28489. PMID  16946069. S2CID  43601673.
• Wilson, J. Tuzo (1963). 「ハワイ諸島の起源の可能性」(PDF) . Canadian Journal of Physics . 41 (6): 863– 870. Bibcode :1963CaJPh..41..863W. doi :10.1139/p63-094.
• USGS、「ハワイのホットスポットの長い軌跡」Wayback Machineで 2006-02-09 にアーカイブ
• ナショナル ジオグラフィック ニュース: ジョン ローチ、「ハワイ島を作ったホット スポットは移動していた、と研究で判明」: 2003 年 8 月 14 日
• USGS によるハワイ火山の進化。
• ケン・ルービン著「ハワイ諸島の形成」には、火山の年代の経過を示す表と図が掲載されています。
• ホットスポットとマントルプルーム